一個粉筆頭
一共能釋放多少能量
愛因斯坦大家肯定都熟悉，相信也有很多朋友聽說過質能方程。
根據質能方程的公式，我們發現：似乎能量和質量是可以相互轉化的。
尤其是一些沒有系統學習過相對論，又有一點數學基礎的人，他們很容易就會對這樣的說法堅信不疑。
甚至還有人聲稱：一個粉筆頭釋放的能量就足夠全地球的人燒100年的開水。
我們今天就來研究一下，一個粉筆頭的能量到底有沒有這麼大？
嚴格的來講，粉筆頭確實蘊藏著龐大的能量，但是這個能量我們還真沒法運用。
要想搞明白這個問題，其實還得從質能方程的含義講起，我們直接從相對論的質量能量動量關係出發。
一般來說，一個系統（比如說一個複合粒子）的總能量包含三種：
靜能、動能和勢能（相互作用的能量)。我們熟知的質能方程 並不是完整形式，其完整形式為：
式子中的 表示的是物體靜質量，也就是在相對物體靜止的參考系中測得的質量。
靜質量是一個有著良好定義的物理量，它是一個標量，不隨著參考系的變化而變化，而隨著參考系的變化而變化的是所謂的「動質量」：
再考慮動量的定義： ，代入到第一個式子中就可以得到：
噹噹當！這就是大名鼎鼎的「質能公式」了。但要注意的是，公式中的質量是所謂的「動質量」，並不是靜質量。
很多人認為的「有多少質量就有多少能量」中的質量是靜質量，但質能公式中的質量是「動質量」，根本就不是一回事。
所以這個式子本身並沒有告訴我們「質量和能量會相互轉化」，實際上只說明了動質量和能量的關係。
也就是說，根據質能方程 ，確實可以計算出一個粉筆頭所擁有的總能量，但是這並不是說，這其中的能量全部可以被應用。當我們說一個反應釋放能量或者說能量被釋放出來的時候，大部分情況都是在說能量由其它形式轉化為粒子的動能，宏觀的表現就是放熱，像劇烈爆炸等等就是粒子動能在短時間劇烈增加導致的。
能量總是在幾種不同的形式中轉化，而不能憑空產生或者湮滅，也就是能量守恆定律。通常，我們利用能量的過程是把勢能或者靜能轉化為粒子的動能，粒子的動能越大，對應的溫度越高，這個前面提到了。比如說，火力發電站，就是把化學能（其實質為電子之間的相互作用能，即勢能）轉化為粒子的動能，最後水的溫度增加，帶動蒸汽輪機轉動發電；核電站也是類似，只不過是把粒子的靜能轉化為動能。核電站的基本原理也是燒水：但是這部分的靜能，其實質為底層粒子（核子，包含質子和中子）之間的勢能（也就是所謂的結合能），比如說，一個靜止的原子核，如果把原子核看作一個整體，那麼只存在靜能 ：如果把原子核看作是核子構成的一個複合體系，那麼原子核的能量則包含核子的靜能、核子的動能以及核子之間的勢能：而核反應，就是把原子核中的勢能轉變為其它粒子的動能，而且由於實際上靜能遠大於勢能，所以釋放的能量只佔了原子核總能量很小的一部分。但是，原子核中的靜能部分依然無法釋放出來。從這個角度上說，總是有一部分能量（靜能）無法被利用。而在核反應中，這部分靜能遠遠大於核反應釋放出來的能量。
答案是有的，就是再拿一個反物質構成的粉筆頭，正反物質相遇會有很大的概率發生湮滅反應， 變成一對光子，比如說，電子與正電子會變為一對光子：這裡要補充一個知識點，光子只有動能沒有靜能。另外，光子可以被普通物質吸收，其粒子的動能增加，就可以被利用了。當然如果技術可以的話，也可以直接把這些光子轉化為電能。這個就好比一個男的，身體內存在一個人生長發育的全部基因，但是沒有個女人，他也生不出來孩子來，必須男女配對才行。而一個普通的粉筆頭，就好比一堆男人聚在一起，其能量再大，也釋放不出來。必須再找一堆女人與其配對，才能把其中的能量全部釋放出來。當然，有的小朋友可能會說，那就再找一個由反物質構成的粉筆頭就好了。但是由於宇宙中存在正反物質不對稱現象，具體來說，可觀測宇宙中只有正物質沒有反物質，因此無法在自然界中找到反物質。原則上可以，但是目前的生產的效率太低，最終只能是輸入的能量大於輸出的能量，入不敷出。
所以，只有一個普通物質構成的粉筆頭的話，並不能釋放其包含的全部能量，在核反應的層面上，可以利用的能量僅僅佔了總能量很小的一部分。
雖然其包含了大量的能量，但是並無法利用。只能眼饞了。以上內容，僅供大家思考。不認真思考的統統黑哥抬走~
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