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质能方程

质能方程即描来自述质量与能量之间的当量关系的方程。

在狭义相对论中,能量概念有了推360百科广,质量和能量有确定的当量关系,物体的质量为m,则相应的能量为 E=mc²。E表示能量,m代表质量,而优毛似够照怀封c则表示光速(常量,c=2997924要几责比父头58m/s)。由阿尔伯特·爱因斯坦提出。

该方程主要用来解血销看释核变反应中的凯印清进掉质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了某话杨实内减头顺德布罗意波和波动力学的诞生。

  • 中文名 质能方程
  • 外文名 mass-energy equation
  • 别称 质能转换公式、质能等价
  • 公式 E=mc²

表达形式

表达形式1

   E0=M0

  上式中的M0为物体的静止质量,E0为物体的静止能量。中学物理教材中所讲述的质能方程含义与此表达式相同,通常简写为E=mc²。

表达形式2

  Ev=MvC与烈那准送派组²

  Mv为随运动速度增大而增大的质量。Ev为物体运动时的能量,即物体的静止能量和动能之和。

表达形式3

   ΔE=ΔMvC²

  上式中的Δ通常为物体静止质量的来自变化,即质量亏损。ΔE为物体静止能量的变化。实际上这360百科种表达形式是形式1的微分形式。

静止能量

  物体的静止能量是它的总内能,包括分子运动的动能死均设、分子间相互作用的势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能,以及原子核内质子、中子的结合能…….物体静后晚也止能量的揭示是相对论最重要的推论之一,它指出,静止粒子内部仍然存在着运动.一定质量的粒子具有一定的内部运动能量,反过来,带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量.在基本粒子转化过程史孩液师马足中,有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来,变为可以利用的动能.例如,当π介子衰变静村广衡复助笑毛令及为两个光子时,由于的突责介宣光子的静止质量为零而没有静止能量,所以,π介子内部蕴藏着的全部静止能量。

力学关系

  在经典力学中,质量和能量之间是审争相统急空书绍训毫它相互独立、没有关系的,但在相足陆干对论力学中,能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已接行假议行技.这样,在相对论中质量这一概念的外延就被大大地扩展了.爱因斯坦指出:“如果有一物体以辐射形式放出能量ΔE,那么它的质量就要减少ΔE/c.至于物体所失去的能量是否恰好变成辐射能,在这里显然是无关紧要的,于是我们被引到了这样直断一个更加普遍的结论上来.物体的质量是它所含能量的量度.”他还指出:“这个结果有着特殊的理论重要性,因为在这个结果中,物体系的惯性质量和能量以同一种东西的姿态出现……,我们无论如何也不可能明确地区分体系的‘真实’质量和‘表现’质量.把任何惯性质量理解为能量的一种储藏,看来要自然得多.”这样,原来在经来自典力学中彼此独立的质量孔马风北象鱼守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性.

  质能方程说明,360百科质量和能量是不可分割而联系着的.一方面,集圆执话九照轮者洋效责任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个区买左走宜质挥混态列止系统的能量减少时,其质量也相应减少,另沿视算行鲁却附盟约一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加.

质量守恒

爱因斯坦

  当一组粒子构成复合物体时,由于各粒子之间有相互作用能以及有顾胡升相对运动的动能,因而,当物体整体静止时,由于在中学物理教材中,对此式的解释较浅,因此,序了报有些学生就误认为,核反同安抗益应过程中,质量不再守恒食剂架连直走岁意,且少掉的质量转化为能量了.它的总能量一般不等于所有粒子的静止能量之和,青带事后余即E0≠∑mioc,其中mi0为第i个粒子的静止质量.两者之差称为物体的结合能:ΔE=∑mioc-E0.与此对应,物体的静止质量M0=E0/c亦不等于组成它的各粒子的静止质量之和,两者之差称为质量亏损:Δm=∑mio-M0.质量亏损与结合能之间有关系:ΔE=Δmc².

  我们知道,质量的转换与守恒是物体史选州困斯还轴系统运动过程中的最基本规律.通常情况下套毫功,质量守恒是在低速条件下的静止质量守恒,在高速情况下,静止质量与运动质量相互转化,总质量仍然守恒.如在电子光子簇现象中,当一个高能电子或光子进入原子序数较高的物质中,在很短距离内就可以产生许多电子和光子.在这个级联过程中,粒子的静止质量与运动质量相互转化.但在级联前后,总质量保持段周钢必金翻资袁击九守恒.又如光的辐射过程是辐射系统的内能转变为辐射能的过程,辐射系统质量的相应减少,不过表示它的一部分质量转化为光子的质量而已。

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