根据爱因斯坦狭义相对论理论，物体的质量随速度增加而增大。然而，在LED黄色荧光粉(Y,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce中，电子有效质量却随着Gd取代Y的浓度增加而减轻。如何从爱因斯坦相对论时空观理解这一现象，这是很有趣的问题？

利用Gd取代Y₃Al₅O₁₂晶格点阵中Y，是调控YAG:Ce发光颜色，实现LED发光颜色从正白光向暖色光转变的手段之一。利用Gd取代能够使YAG:Ce发射波长红移，但造成发光效率下降以及热稳定性变差，热猝灭加剧。我们在研究中发现，在YAG刚性结构中用离子半径较大的Gd³⁺取代Y³⁺，电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大、带隙减小（ScientificReports, 2015, 5, 11514）。我们由此从相对论时空理论思考了为什么会发生这种现象以及这种现象发生的机理。

相对论质量公式：

M=Mo/√(1-v^2/c^2)

Mo是物体静止时的质量，M是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速。由此可知速度越大，物体质量越大，当物体以光速运动，物体的质量为正无穷。根据质能方程，E=Mc²，能量就是质量、质量就是能量。当物质的速度越大时，其能量(E=mc²/2)越大，质量亦越大。

根据牛顿第二定律，F=Ma。考虑电场作用以后，固体中的电子其受力与加速度的关系式可以近似写为F=M*a，这里m*表示电子的有效质量。电子有效质量m*减轻，意味着施加一个较小的力F，就能获得等效的加速度a；或者说在相同作用力F作用下，会产生更大的加速度a。由此可以推知，Gd掺入后电子有效质量减轻，表明电子受到原子中心立场的减弱。在相同环境温度下，意味电子的飘逸范围将增大。电子受到原子核中心力场作用减弱，飘逸范围扩大，使得电子更加容易被电离以及发生热离域。这是YAG:Ce掺Gd后易于发生热猝灭的根本原因！