Ruhemasse
Die Ruhemasse eines Körpers ist seine relativistische Masse, wenn er relativ zum Beobachter ruht. Ein anderer Begriff hierfür ist invariante Masse, weil sie – im Gegensatz zur relativistischen Masse – nicht vom Bezugssystem abhängt, also lorentzinvariant ist.Im Alltag wird nicht zwischen Masse und Ruhemasse unterschieden. Auch in der modernen theoretischen Physik wird der Begriff "Masse" normalerweise für die Ruhemasse verwendet.
Gemäß Einsteins Relativitätstheorie nimmt die relativistische Masse eines Körpers allerdings mit seiner Geschwindigkeit zu. Bei Körpern, die sich mit einem nennenswerten Anteil der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, bedeutet dies, dass man bei der Angabe einer Masse die Geschwindigkeit, für die diese gilt, angeben muss. Aus diesem Grunde wird insbesondere für Elementarteilchen als Bezugsgröße ihre Ruhemasse angegeben als die Masse, die sie im Zustand der Ruhe haben.
Aus der Ruhemasse m0 und der Geschwindigkeit v eines Körpers lässt sich seine geschwindigkeitsabhängige Masse m(v) berechnen wie folgt:
Durch Umstellen der Gleichung erhält man:
Die Überlegungen, die zu der Relativitätstheorie geführt haben, leiten sich aus der Beobachtung ab, dass Licht immer die gleiche Geschwindigkeit hat, egal ob man sich auf das Licht zubewegt, oder ob man sich davon wegbewegt. Es lässt sich also kein Bezugssystem angeben, bei dem sich Licht in Ruhe befindet.
Licht breitet sich aber nur im Vakuum mit der Geschwindigkeit c aus, ansonsten langsamer. Sobald die Ausbreitungsgeschwindigkeit kleiner als c ist, lässt sich aber ein Bezugssystem angeben, demgegenüber sich Licht in Ruhe befindet. In so einem Bezugssystem hat Licht die Masse null.
Die obige Formel lässt sich noch auf eine andere Art darstellen. Die bewegte Masse m(v) wird hierbei der Übersichtlichkeit wegen einfach als m geschrieben:
Siehe auch: Ruheenergie