质能公式
质能公式是1905年著名科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的一个质能转换方程,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。
质能方程E=mc2,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792.458km/s)。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。
基础定义
相关介绍
我们都知道,爱因斯坦的质能公式E=MC²的推导过程所用的数学手段是如此的复杂,以致我们一般人根本看不懂。但是,我们都有这样的经历,做一道数学题,往往有很多种方法,并且有一些还是十分简单,通常是事半功倍。同样道理,我们可不可以走捷径,弄出个E=MC²来呢?
事实上是有那么一种“不正统”的方法。咱们不妨来看一下:
实验
想象一下,一个小球掉到镜面会对镜面施加一个压力,同样道理,一个光子打到镜面上会不会也有一个压力呢?在19世纪末,物理光学就清楚应该是有的,并把这种压力叫做光压。但是,光压的强度是如此的小,它根本不会把镜子推倒,所以,我们在日常生活中也就很难感觉到它的存在了。然而,太阳发出的光是那么的强,我们可以看到,它足以推动彗星的气体,使彗星在靠近太阳时产生一条长长的、耀眼的彗尾,这就是光压的作用。
应用举例
1899年,俄国物理学家列别捷夫就通过实验证明了光压的存在,并且还发现了一个这样的关系式,如果我们用P表示光压,E作为光的能量,老规矩,c是光速,那么可以得到
P=2E/c
好。现在假设单位时间t内的光子“撞”到镜面上,并且反弹了回来,这个过程中产生的光压为P。我们取光子“撞”向镜面的方向为正方向。根据我们学过的那个动量定理(力乘以时间等于动量的变化那个),对光子来说,于是有
-Pt= -mc – mc= -2mc
负号对消
Pt=2mc
我们上面说了t是单位时间,也就是t=1,所以
P=2mc
再根据列别捷夫的光压公式
2E/c=P=2mc
约去2,两边乘以c
E=M·C·C;