e=mc2是什么公式(e等于mc的平方是什么意思)

E=mc²是质能方程。
E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792458m/s)。由阿尔伯特·爱因斯坦提出。该方程主要用来解释核变反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。

爱因斯坦的质能方程E=MC²,很多人都听过说,公式中的M代表着质量,但那只是表面,很多人并不知道,里面还蕴藏着更深刻的宇宙奥秘。

先从微观世界说起。

我们都知道,一个氢原子包含一个质子和一个电子,按道理讲,氢原子的质量应该等于质子和电子的质量总和,但事实并非如此,氢原子的质量要比质子和电子质量综合小,为何会这样呢?

这里就必须重新解读爱因斯坦的质能方程E=MC²。我们经常听到这种说法:质量是能量的一种表现形式,或者说质量是被束缚的能量,质量可以转换成能量等等。其实这些说法都不是很严谨。

质量应该包含两个方面,第一物体的组成结构,第二,物体的内部的运动方式。

举个简单的例子,有两个完全一样的闹钟,除了一点:一个闹钟坏掉了,指针不走动了。另一个闹钟是好的,指针正常走动。这两个闹钟的质量一样大吗?

并不一样,指针走动的闹钟质量会大一些。为什么?

因为闹钟的指针在转动,具有动能,同时由于摩擦会产生热能,还有紧紧的弹簧也会产生势能,这些能量也是闹钟质量的一部分,用E=MC²可以计算出来对整个闹钟质量的贡献。

不过由于光速是在太大了,能量除以光速的平方,得到的质量太小了,可以忽略不计,我们也很难测量到这种微小的差异。

我们平时所说的质量指的是静止状态下的质量,也就是静质量。只不过我们通常不会说“静质量”,而是用质量代替!而公式中E=MC²的M就是指的静质量。

再举个通俗的例子,每当你打开手电筒,它的质量就开始变小,现在你应该知道为什么了吧?

因为光就是一种能量,这些能量是储存在电池里,以化学能的形式存在。当转变为光能释放出去之后,手电筒内部的能量就减少了,自然质量也会变小。

回到文章开头提出的问题:氢原子的质量为什么比质子和电子的质量总和要小呢?

简单说,因为质子和电子的势能是负的。如何理解这句话?

来个思想实验,电子和质子相距无限远时的势能为零,由于两者相互吸引,必然相互靠近,势能当然也会变小,所以电子质子之间的势能是负的。

虽然电子围绕质子运行过程中也有动能,但计算结果显示,势能更大,动能和势能综合起来还是负的,根据公式E=MC²,M当然也是负的,所以氢原子的质量要比质子和电子的质量总和小一些!

版权声明:本文内容或图片均来于网络,如若侵权,请联系我们。