关于质能方程的科普
jimmy06 2018-7-4物理

感觉论坛里对质能方程的理解有偏差,但我知识有限,不知道严谨的推导,就先科普一下比较基础的知识。作为一名高中刚毕业的准大一,学识有限,如有错误,请各位大神斧正。

课本《大学物理学》(清华大学出版社)

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 (感觉这上面质能方程的导出好草率啊,有哪位大神知道严谨的推导过程?)

其中相对论动能的推导:

由功能关系

        Ek=W

            =∫Fdx(上限s₁下限0)

            =∫(dp/dt)dx=∫(dx/dt)dp(上限p₁ 下限0)=∫vdp

又    dp=mdv+vdm

故    Ek=∫mvdv(上限v₁下限0)+∫v²dm(上限m₁下限m0)

又    m=γm0

经数学处理得    Ek=m₁c²-m0c²

即    Ek=mc²-m0c²

然后大学物理学表示既然两边都有能量的量纲,那么就可以认为m0c²表示物体静止时具有的能量,叫静能😂😂

然后总能量                E=mc²


最后说几点:

既然质量(相对论质量,即动质量)是物体所含能量的量度,那么就意味着一个物体能量增加,质量就增加。

并不是核能才属于静能,除动能外的都是静能。

    比如电势能储存在电场里,所以电场有质量,其质量就可以表示电势能的大小

    再比如单个夸克的质量要大大小于核子质量的1/3,因为核子质量大部分是由夸克的动能和之间的强相互作用势能提供。

一部分能量从A转移到了B,那么其对应的质量就从A转移到了B

能量守恒等价于前后相对论质量相等(我们解奥赛近代物理都这么列),这与化学中的质量守恒定律没半毛钱关系。

化学反应也有质量变化(等温条件),但是微乎其微(数量级约为每kg变化10的-10次方kg),在化学中忽略不计,所以化学有质量守恒定律。

    我的理解是化学反应中发生化学键的断裂和形成,改变了电场和电势能,从而影响了质量。 即体系中化学键的电势能对应的质量,转移成了体系外的分子热运动的动能对应的质量。只有绝热条件且不做功,体系内才能能量守恒,相对论质量才能不变。

最后问一个关于广义相对论的问题:

引力子是广义相对论理论中的吗?

如果是,那么引力子作为传导引力的媒介,没有引力子的地方就应该没有引力

那么问题来了,在黑洞中光子无法逃出,引力子也同样没有质量。黑洞里的光传不出来,引力为什么能?

来自:数理化 / 物理
 
1
浪里黑条
3年5个月前
1楼

引力子理论目前还很不成熟而且无法自洽,用类似光子的思路可能不能解释。

一个很简单的思路:如果引力子无法逃出黑洞,那么就没有引力,那么又是什么让引力子无法逃出?也许可以说,引力子的作用对引力子本身是不适用的,不过这个说法也感觉不太靠谱。

引力还是用空间弯曲的理论来解释比较简单。

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jimmy06
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2016/07/19注册,9 个月前活动

西安电子科技大学18级本科生,小学5年级开始接触电子(NE555),上初中之前开始学51,初二通过计算机二级C。现在比较擅长模拟电路设计和STM32单片机编程。

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