질량

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질량(質量, mass)은 물질이 가지고 있는 고유한 양 중의 하나로, 다음과 같이 정의한다.

목차

[편집] 고전 역학에서의 질량

물리학에서는 뉴턴의 제2법칙에 따라 힘과 가속도사이의 비례상수로 정의된다. 단위는 MKS단위계에서 Kg을 사용한다. 화학의 질량 보존의 법칙은 이러한 질량을 나타낸다.


[편집] 특수 상대론에서의 질량

특수 상대성 이론의 식 E = mc2은 정지한 입자의 에너지이다. 질량과 에너지는 비교할 수 있다. 한편, 질량은 로렌츠 대칭이 있을 때, 불변량 중의 하나이다. 즉, 로렌츠 변환에 의해 불변하는 4-벡터의 내적이다

m^2 = p \cdot p = p^\mu p_\mu

4차원에서는 로렌츠 군이 SO(1,3)이고 불변량이 두개 있다. 다른 하나는 스핀이다. 이러한 불변량을 2차 카시미어량 이라고 한다.

[편집] 일반 상대론에서의 질량

질량은 관성질량과 중력질량의 두 가지로 정의할 수 있다. 관성질량은 뉴턴의 운동 법칙 또는 가속도 법칙에 의해 정의되며

F = mia

가속에 대한 저항을 나타낸다고 할 수 있다. 중력질량은 중력의 법칙에 의해 정의되며

F = - G {M m_g \over r^2}

당기는 힘의 정도라 할 수 있다. 선험적으로 이 둘이 같아야 할 필요는 없으나, 이 둘이 같다는 것이

mi = mg

등가 원리이다.

[편집] 양자 마당 이론에서의 질량

쌍생성을 통해 입자를 탄생시킬 수 있고 이 때 드는 에너지는 2mc2이다.