光子有能量吗？
答案是肯定的，光子确实携带能量。这是一个看似矛盾却深刻体现现代物理学精髓的结论。根据爱因斯坦的狭义相对论，一个物体的总能量通常由其质量决定，即著名的质能方程 E=mc²。然而，这个公式描述的是静止质量不为零的物体在静止时的能量。光子的特殊性在于，它在真空中永远以光速运动，并且其静止质量为零，即 M=0。如果简单地将 M=0 代入 E=mc²，似乎会得出光子能量为零的错误结论。这恰恰说明，对于像光子这样以光速运动的粒子，我们需要使用更完整的相对论性能量公式。
相对论性能量公式的启示
完整的相对论能量-动量关系式为：E² = (pc)² + (mc²)²。其中，E 是总能量，p 是动量，m 是静止质量，c 是光速。对于静止质量为零的光子，公式简化为 E = pc。这意味着，光子的能量完全由其动量决定。而根据量子力学，光子的动量 p 与其波长 λ（或频率 ν）通过普朗克常数 h 联系起来：p = h/λ。由此，我们便得到了光子能量的经典公式：E = hν = hc/λ。这个公式清晰地表明，光子的能量与其频率成正比，与其波长成反比。一束高频的伽马射线光子，其能量远大于一束低频的无线电波光子。
无质量却有能量的现实意义
光子无质量却有能量的特性，是宇宙运行的基础之一。正是光子的能量驱动了光合作用，为地球生命提供了能量源泉；太阳能电池板通过吸收光子能量产生电力；我们的眼睛通过感受不同能量的光子（可见光）来感知世界。在微观层面，原子中的电子吸收一个特定能量的光子后会发生能级跃迁，而发射光子时则会释放能量。这一切都印证了光子作为能量载体和传递者的核心角色。因此，光子虽然没有静止质量，但它通过频率所体现的能量，是其最根本、最实在的物理属性，连接着相对论与量子力学两大理论支柱。