人教版高中物理选修(3-5)-19.5阅读材料：爱因斯坦著名质能公式及相关论证

发布时间：2019-05-13 22:15:38 来源：文档文库

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爱因斯坦的质能公式

爱因斯坦的质能公式如下：

E＝mc^2

质能公式表明，一定的质量相应于一定的能量。其中：

c是真空中的光速，是一个常数299792458米/秒，大约每秒钟30万公里，相当于绕地球赤道飞行7圈半。

m是运动质点的相对论质量，它反映了质点的惯性大小，所以也叫惯性质量。如果质点运动速度为v，则它的相对论质量为：

m=m0/sqr(1-v^2/c^2 )

由上式可见，物体的质量不是一成不变的，而是随运动速度的不同发生变化。

当速度v远远小于光速c时，上式分母约等于1，相对论质量m≈m0，叫做质点的静止质量，回到了牛顿力学的范围，也就是我们日常所见的物体的质量，即物体包含物质的量。

在微观世界里，某些粒子（比如光子、中微子等）的速度等于光速c，上式分母为0，则静止质量必为0，否则将出现粒子的相对论质量m为无穷大！而这是不可能的！

在质能公式E＝mc^2中，E是质点运动时的总能量（等于静能E0加上动能Ek）。它只取决于质点的相对论质量m，因为爱因斯坦认为光速c是一个恒定不变的常量。

我们常说世界是物质的，而根据爱因斯坦的相对论，周法哲认为世界是“能量”的，“质量”只不过是“能量”的一种特殊表观形式或储藏形式。光子的能量全部表现在登峰造极的运动速度上，所以它的静止质量m0为0，静能E0=m0c^2 也为0，它的总能量E却不为0，这是人所共知的事实！谁能说太阳光没有能量呢？但谁又能说太阳光有重量（通俗的“质量”概念）呢？

光子的能量全部是动能，所以没有静止质量。其实在微观世界里，许多以光速运动着的粒子（比如中微子）都没有静止质量；只有当它们的速度低于光速时，一部分能量才转化为静止质量，表现为“物质”的。

当它们的速度小于光速时，较多的能量转化为“质量”，聚合成稍大一点的物质粒子――质子（“质子”的意思大概就是“有质量的粒子”），其中电中性者被称做“中子”；不同数目的质子和中子聚合成各种不同的原子核，同时吸引来蚊虫般的“异性”小东西――核外电子，与原子核内的质子配对平衡，这就是不同元素的原子；如果若干原子核争夺异性或一不小心共享配偶，就构成了分子，表现出“物质”的属性。这大概就是物理学上的“介观世界”，介观者，介于传统的宏观（几何线度在毫米数量级以上）和微观（几何线度在纳米数量级以下）之间也！