物理学史上最著名的方程——质能方程

什么是质能方程?1905年,爱因斯坦在深入研究物体惯性和它自身能量的关系之后,提出了物理学史上最著名的方程——质能方程,即E=mc2。这个方程式出名到什么程度呢?如果你仔细观察,也许你每一一天都能见到

什么是质能方程?

1905年,爱因斯坦在深刻钻研物体惯性以及它本身能量的关系以后,提出了物理学史上最著名的方程——质能方程,即E=mc2

这个方程式出名到什么程度呢?如果你细心察看,或许你每一天都能见到,由于它已经成了咱们生活的一部份——它是科普文章中的热点主角,它被印在无数的T恤以及海报上,在电影以及脱口秀中也时常被提及。或许不是所有人都知道这个式子的具体含意是什么,但几近所有的人都见过它,很多人还知道它的提出者——伟大的犹太裔美籍物理学家爱因斯坦。

质能方程表述为物资的能量(E)等于物资的质量(m)以及光速平方(c2)的乘积。E=mc2或许是你见过的最简单的公式之一,然而它的意义却大到可以用“首创性”来形容。爱因斯坦第一次揭示了质量以及能量的关系,打破了质量守恒的传统认知。质能方程表明,质量以及能量可以互相转化。质量以及能量,这是两个极为重要的基本物理量。它们原来被认为是绝不相关的,但天才的爱因斯坦却通过光速的二次方这个因子,直接将它们等价了起来,使人惊叹。

质能方程对于微观物理的钻研有着至关大的作用:它解释了核变反映中的质量亏损问题,还解决了高能物理中粒子的能量的计算问题。而因为光速无比的大,即便是小质量的物体也包括着巨大的能量,所以它也是原枪弹的理论来源。

质能方程的四点解读

一:质量不守恒。人们依据常识推测质量是不变的,例如一个物体,把它切为两半,这两半的质量以及与原先总体的质量称起来是同样的。但事实真是如斯吗?或许质量有变化只是因为精度问题咱们没有丈量到呢?或许咱们应当从微观领域入手——铁原子含有26个质子、26个电子以及30个中子,科学家们通过对照发现:铁原子的质量小于独立的铁原子核(原子核包括质子以及中子)与26个电子的质量以及;铁原子核的质量小于独立的26个质子以及30个中子的质量以及。这就以及咱们的常识不符了,缘由是电子、质子以及中子在结合成原子核的进程中会释放能量,而这个能量是由质量转化而来的。所以铁原子的各组分在结合成铁原子的进程中损失了质量。

二:质能方程揭露了太阳发光的缘由。太阳质量的大约四分之三是氢,剩下的几近都是氦。太阳中心的温度高达1600万度,压力也很大。在这极端的环境下,质子之间产生了核聚变——两个质子(质子由氢原子提供)产生融会,构成了一个氘核。氘核再前后与两个质子结合,构成氦4核。而氦4核的质量只为构成它的4个质子质量的99.3%,这象征着有0.7%的质量转化为能量释放出去了。在构成每一一个氦4原子的进程中,大约释放出28兆电子伏特的能量。一个氦4原子轻得简直可以疏忽不计,但太阳每一秒钟能发生5.96亿吨的氦4,这进程中发生的能量就大得惊人了。

三:质量转化为能量的效力为100%。不管什么反映,其发生的能量老是等于反映物与生成物之间的质量差与光速的平方的乘积。例如电子以及正电子湮灭后,发生两个光子。这两个光子的能量为511000电子伏特,而电子以及正电子的静止质量包括的能量刚好是511000电子伏特。所以,取得能量的所有方式中,由质量转化为能量是最节能的了,它的效力为100%。

四:能量可以创造质量。从相对于论咱们知道,物体的质量分为静止质量以及运动质量。运动质量与速度有关:物体的速度越大,其质量也就越大。所以,一个物体,如果咱们增添它的速度,它就会包括更大的能量,这样它就有可能转化为其他静止质量更大的物体。例如咱们把两个电子的速度加到足够大并使其对撞,可以发生一对新粒子:一个物资粒子(电子、μ子、质子等)以及一个反物资粒子(正电子、反μ子、反质子等),这对新粒子的静止质量大于两个电子的静止质量。

伟大的质能公式已经成为物理学大厦的一根顶梁柱。爱因斯坦为人类留下了丰富的知识财富,而站在伟人的肩膀上,咱们势必走的更远。

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