如何理解愛因斯坦這個最著名的公式?就在這裡,可徹底讓你讀懂它

2020-12-03 悟空科學世界

愛因斯坦是20世紀最著名的物理學家之一,他有一個公式很出名,即:E=mc2。也許你可以在衣服上、包包上、汽車上、網際網路上和電視上都能看到這個公式。那麼,你知道這個公式的真正含義是什麼嗎?

毫無疑問,我們將集中來認識一下這個公式,同時謝謝你能閱讀本文。

愛因斯坦公式-最著名的公式

阿爾伯特·愛因斯坦(1879-1955)於1905年發表了狹義相對論。正是在這個理論中,出現了這個著名的公式,當時,愛因斯坦還只是專利局的一名26歲僱員。

有意思的是,當時,愛因斯坦並不是一個成功的學生,甚至在獲得某些證書方面也遇到過不少的問題。當被問及他是如何提出相對論時,愛因斯坦回答說:「一個正常的成年人,不會去思考空間和時間的問題。在我看來,我在童年時就已經考慮過這個問題,我在智力上發展得很慢,當我成年後,空間和時間佔據了我的思想。當然,我可以比一個有正常愛好的孩子更深入地了解這個問題」。

1905年,人們把這一年稱為奇蹟之年,因為從某種程度,相對論為科學革命奠定了基礎。

愛因斯坦的公式是什麼?

讓我們回到這個公式(E=mc2)。它只有三個字母:Emc。看起來很簡單!

學過物理的人都知道:

m是質量。在牛頓力學中 - 一個標量和附加物理量,慣性的度量。c是光速。是一個物理常數,一定條件下,它被認為是最大速度值。即:約30萬公裡/秒。E是能量。是物質相互作用和運動的基本量度。

重要的是,要知道牛頓力學是相對論中的一個特例。當物體以接近C的速度運動時,質量會發生變化。在這個公式中,m表示靜止質量。

所以,這個公式把這三個量聯繫在一起,我們叫做質量和能量等價定律或原理。

質量是物體中能量含量的量度。

愛因斯坦公式的含義:能量與質量之間的聯繫

它是如何「奏效」的?首先,我們來看看能量。

熱核聚變發生在我們太陽內部。氫原子合併形成氦氣。當然,其他恆星與較重元素也有相似的反應,本質是一樣的。作為反應的結果,就是有能量釋放,這種能量以光、熱、紫外線和宇宙射線的形式射向我們。

這些能量從何而來?事實上,在反應中,兩個氫原子的質量小於產生氦原子的質量,從而,這種質量的差異最終轉化為能量!

另一個例子就是核反應堆的運行機制。

太陽中的熱核聚變是無法控制的,而人類已經掌握了這種合成方法,並製造出氫彈。如果我們能減慢反應速度,並能控制熱核聚變,那麼我們就會有一個取之不盡的能源。

關於物質和能量

到目前為止,我們已講述了質量和能量等價的原理。

質量可以轉換為能量。重要的是,不要混淆物質和能量的概念,並理解這些是不同的東西。

自然的基本規律就是能量守恆定律。即:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個物體傳遞給另一個物體,只有形式發生變化,但能量是守恆的。質量守恆定律是能量守恆定律的一個特例。

什麼是能量?什麼是物質?當一個粒子以接近光速的速度運動,被認為是一種輻射,即:能量;一個處於靜止或緩慢運動狀態的粒子,被現代科學定義為物質。

物質含有多少能量?從愛因斯坦的質能方程,可以看出,知道物體的質量,我們就可以計算出這個物體的能量是多少,因為光速一個常數,這個數值是非常大的。這意味著,一小塊物質包含著巨大的能量。注意,這是核能範疇了。

例如,重4.5克的核燃料片,所產生的能量相當於燃燒400磅煤所產生的能量。

所以,這個公式說明了,物質可以轉換成能量。能量不會在任何地方消失,但只會改變其形式。

結語

當我們明白了別人的結果時,似乎顯得一切都很簡單。但是,取得一些研究成果的過程,絕對是艱辛的。希望你也能成為一位偉人。

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