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  • [請高手講解一個(gè)物理疑問]關(guān)于相對論里面講述的能量和質(zhì)量的某種等效的問題

    [請高手講解一個(gè)物理疑問]關(guān)于相對論里面講述的能量和質(zhì)量的某種等效的問題
    究竟是怎么回事?一般物體,比如一塊鐵,我們能把它質(zhì)量消耗換成能量來用嗎?為什么?怎么去理解質(zhì)量和能量的等效?請用自己的話簡單明了的解釋,引用別人的話請注明出處.
    我明白在核反應(yīng)過程中,出現(xiàn)了質(zhì)量損失后,你可以反過來去算獲得的能量。但是我的問題是問什么一般的物體的質(zhì)量不可以利用?理論上可以嗎?為什么?
    物理人氣:190 ℃時(shí)間:2019-10-01 02:23:17
    優(yōu)質(zhì)解答
    你的理解有誤!所謂“質(zhì)量消耗換成能量”中的“轉(zhuǎn)化”,只是形式上的,不是本質(zhì)上的.實(shí)在要說質(zhì)量和能量這兩者的區(qū)別,那也只是兩者給人的感覺和印象不同,本質(zhì)上兩者是同一的.
      自從誕生了狹義相對論,導(dǎo)出了E=mcc以后,質(zhì)量與能量就成了同一種東西的兩個(gè)名稱而已.可以這樣說:質(zhì)量是內(nèi)斂的能量,能量是外顯的質(zhì)量.
      關(guān)于兩者的單位不同的問題,那就像千克與磅或盎司等單位不同一樣,不過是一種習(xí)慣的不同,或者應(yīng)用上方便而已,并無本質(zhì)上的區(qū)別.一個(gè)最明顯的例子是:在高能粒子物理中,粒子的質(zhì)量通常都不是用千克等國際單位,而是用MeV——百萬電子伏特,這是一個(gè)典型的能量單位,它指一個(gè)電子在經(jīng)過一百萬伏特電壓的加速后獲得的能量.由于用MeV來表示粒子的質(zhì)量很方便——不必再使用十的負(fù)幾十次方千克這樣的極小數(shù)字,所以粒子物理學(xué)家基本上總是用MeV來表質(zhì)量,因?yàn)閮烧弑緛砭褪且换厥聝?
      “質(zhì)量損失后,你可以反過來去算獲得的能量”——這是不妥當(dāng)?shù)?動(dòng)質(zhì)量總是守恒的,只有靜質(zhì)量才有損失;而物體一般所說的質(zhì)量都應(yīng)指其無時(shí)不在的動(dòng)質(zhì)量,而不是其僅在靜止時(shí)才呈現(xiàn)的靜質(zhì)量.核反應(yīng)中生成的所有粒子的動(dòng)能部分對應(yīng)的質(zhì)量才是所謂質(zhì)量虧損的那部分能量,如果不剔除這部分動(dòng)能所對應(yīng)的質(zhì)量,那反應(yīng)前后質(zhì)量是守恒的.
      “為什么一般的物體的質(zhì)量不可以利用?”準(zhǔn)確來說應(yīng)該表述為“為什么一般的物體的質(zhì)量(亦即能量)不能以外顯的動(dòng)能的形式為人們所利用?”大致可以這樣理質(zhì)量的本質(zhì)包含運(yùn)動(dòng)(不論是宏觀外顯的,還是微觀內(nèi)斂的),同時(shí)也包含有各種相互作用(因?yàn)榱δ堋吧觥边\(yùn)動(dòng)或“消滅”運(yùn)動(dòng),想想兩帶正電的粒子碰撞的情形……).只要找到合適的相互作用,就能將一定比例的質(zhì)量以外顯運(yùn)動(dòng)的形式釋放出來.化學(xué)反應(yīng)對應(yīng)的電磁作用能將靜能釋放出約萬分之一,核反應(yīng)所對應(yīng)的強(qiáng)作用能將靜能釋放出約百分之一,高速旋轉(zhuǎn)的黑洞能將以適當(dāng)方式掠過其表面的物體的靜能的大約百分之三十都釋放出來,正反物質(zhì)的幾乎是完全對稱的各類相互作用能將靜能百分之百都釋放出來.所以,關(guān)鍵就是不易找到合適的相互作用的方式或者這種方式對人類的技術(shù)要求過高.
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