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谈谈质能关系式E=mc2

2022-03-15 10:32阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5716376234

谈谈质能关系式E=mc2
吕学山

摘要：宇宙由两种物质组成，一种是能量，一种是实物。电子是最小最稳定的实物粒子， 能量粒子是即平动又转动的微小粒子。并且论证了质能定理在宏观上是质能联系定理，在微观上是质能转变定理。同时阐明了外力做功，物体的静质量不变，动能增加mv2，进而指出狭义相对论的动质量是错误的。
关键词：质量，能量，质能定理，静质量，动能

一． 引言
十七世纪牛顿发表于《自然哲学的数学原理》中，提出牛顿运动三定律。牛顿定律只适用于低速运动（与光速比较而言）的宏观物体。而且仅适用于绝对惯性参照系，时空具有绝对不变性。
爱因斯坦在二十世纪，根据相对性原理和光速不变原理，发表了狭义相对论。并且指出质量与能量是互相联系的，提出质能关系式E=mc2，对原子能事业起到了指导作用。狭义相对论认为时空是相对变化的，相对于观察者来说，随着速度的增加，空间缩短，时间变慢，物体的质量增大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大，动质量m和静质量m0的关系式 谈谈质能关系式E=mc2
。
二． 质能定理
宇宙由两种物质组成，一种是能量，一种是实物。电子是最小最稳定的实物粒子，由它可以构成稳定的实物粒子如质子和中子，进而构成了宇宙中的各种实体物质，宏观的高山大川，宇观的日月星辰。
能量粒子是一个极微小的球体，即平动又转动，平动速度为光速2.998x108千米/秒，但不停的转动。由于能量粒子的种类极多，转动速度各不相同。转动速度为 谈谈质能关系式E=mc2 的能量粒子，可转变为一个静止的实物粒子——电子[注1]。
在宏观上，质能定理E=mc2是质能联系定理，即一定的质量和一定的能量相互对应的。在微观上根据高能粒子实验的结论可以认为质能定理是质能转变定理，即一定的质量和一定的能量可以互相转变。植物的光合作用就是太阳的能量粒子转变实体物质的绝好证明。
下面用二种方法计算同一静止物体具有的能量。为了便于计算，假设物体的质量为1kg：
方法一：从宏观角度，通过物体的质量计算物体的能量。
谈谈质能关系式E=mc2
方法二：从微观角度，通过电子的质量me和能量Ee=hγ计算物体的能量。 谈谈质能关系式E=mc2
通过计算结果证明了：质能定理是质能联系定理，即一定的质量和一定的能量相互对应；同时质能定理是质能转变定理，即一定的质量和一定的能量可以互相转变。
由质能定理得知不同元素构成的物体，只要质量相同包含的能量就一样多，譬如1kg的铀-235，与1kg的其它物体，如铁或铜等。由于铀-235裂变放出能量，铁或铜是不裂变的，因此不放出能量。不论裂变物质还是不裂变物质，质量相等所含有的能量是绝对相等的。

三． 外力做功
外力做功，物体动能增加 谈谈质能关系式E=mc2。
谈谈质能关系式E=mc2
所以运动物体的动能包括平动动能和转动动能[注2]，依据能量均分原理，二者均为能量的 谈谈质能关系式E=mc2 。所以物体的动能=平动动能+转动动能= 谈谈质能关系式E=mc2。机械运动中，如果只考虑平动动能，那么外力做功，物体动能增加 谈谈质能关系式E=mc2 还是有实用价值的。
在理论研究中，运动物体所具有的能量包括静止能量m0c2和动能m0v2 ，即m0c2 + m0v2。所以运动的物体质量不会增加，而动能增加了。
但是爱因斯坦的狭义相对论认为运动物体的质量增加了，即动质量 谈谈质能关系式E=mc2 增加了。假设v=c, m→∞，显然是有问题的。
然而在微观世界中，运动的粒子的动能达到一定量值时，可以转变成为其它的微观粒子，也就是说转变成微观粒子质量了。不过这种微观粒子的质量 谈谈质能关系式E=mc2。假设 v=c, 则 m=2m0。

注释
[注1] 谈谈电子和γ射线能量粒子的关系
http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_154b8faaa0102yr6x.html?vt=4
[注2] 构成物体的全体粒子的转动能量。
参考资料
[1] 普通物理学，程守洙，江之水编，高等教育出版社，1982年修订版。第一册81-87。
[2] 普通物理学，程守洙，江之水编，高等教育出版社，1982年修订版。第三册121-130，140-142

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