E=MC2是什么?质量=能量?这和物体的速度有什么关系?

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能量公式:E=MC2中的“质量”和“能量”是指什么?~

能量”指的是不是“物质的运动状态”,“质量”指的是“惯性大小”,还是“物质的量”?这一理论表现在现实科学活动中的哪方面?
能量指的不是物质的运动状态。是 物质运动的一般量度。物质运动有多种形式,表现各异,但可互相转换,表明这些运动有共性,也有内在的统一的量度,即能量。能量以机械能、内能、电能、化学能等各种形式,出现在不同的运动中,并通过作功、传热等方式进行转换。能量的单位为焦耳、尔格、千瓦小时、电子伏(特)等。
能量这个词是 T.杨 1801 年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的,他针对当时把质量与速度二次方之积称为活力或上升力的观点,提出用能量这个词表示上述乘积是妥当的 ,并和物体所作的功相联系。但并未引起重视,人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力。直到能量守恒定律被确认后 ,才认识能量概念的重要意义。
在狭义相对论中,能量和另一个重要物理概念即质量联系在一起了,建立了质能关系公式,这个公式更深刻地阐明了能量的物质性,并为寻找新能源提供了重要线索。
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"能量"在物理中的意义:
能量是物理学中描写一个系统或一个过程的一个量。一个系统的能量可以被定义为从一个被定义的零能量的状态转换为该系统现状的功的总和。一个系统到底有多少能量在物理中并不是一个确定的值,它随着对这个系统的描写而变换。 人体在生命活动过程中,一切生命活动都需要能量,如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。而这些能量主要来源于食物。动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类:碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素,加上水则为六大类。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。三者统称为“产能营养素”或“热源质”。
能量是一种客观存在,自然界的万物都是他的表现形式。与物质都存在反物质一样他也有相对的反能量。当他们相遇时系统就恢复平静了,就什么都没有了,就不存在了。
物体含有物质的多少叫质量。质量不随物体形状、状态、空间位置的改变而改变,是物体的基本属性,通常用m表示。在国际单位制中质量的单位是千克 (kilogram),即kg。
不得不提及,在物理学中质量分为惯性质量和引力质量。惯性质量表示的是物体惯性的大小,而引力质量表示受引力的大小。事实上,通过无数精确的实验表明,这两个质量是相等的,也就是说,他只是同一个物理量的不同方面。
爱因斯坦在相对论中提出能量与质量是等价的,可以通过E=mc^2(E为能量,m为质量,c为光速),换算。此外,相对论还提出,质量与速度有关,公式:m=m0/(开方(1-v^2/c^2))。
在物理反应(核反应)中,质量(能量)守恒。
这一理论表现在原子弹爆炸,核的剧变,裂变。(核电厂等)

第一步:要讨论能量随质量变化,先要从量纲得知思路:
能量量纲[E]=[M]([L]^2)([T]^(-2)),即能量量纲等于质量量纲和长度量纲的平方以及时间量纲的负二次方三者乘积。
我们需要把能量对于质量的函数形式化简到最简,那么就要求能量函数中除了质量,最好只有一个其它的变量。
把([L]^2)([T]^(-2))化简,可以得到只有一个量纲-速度[V_]的形式:
[V_]*[V_]。
也就是[E]=[M][V_]*[V_]
可见我们要讨论质能关系,最简单的途径是从速度v_下手。
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第二步:先要考虑能量的变化
与能量的变化有关的有各种能量形式的转化,其中直接和质量有关的只有做功。
那么先来考虑做工对于能量变化的影响。
当外力F_(后面加_表示矢量,不加表示标量)作用在静止质量为m0的质点上时,每产生ds_(位移s_的微分)的位移,物体能量增加
dE=F_*ds_(*表示点乘)。
考虑最简化的 外力与位移方向相同的情况,上式变成
dE=Fds
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第三步:怎样把力做功和速度v变化联系起来呢?也就是说怎样来通过力的作用效果来得出速度的变化呢?
我们知道力对物体的冲量等于物体动量的增量。那么,通过动量定理,力和能量就联系起来了:
F_dt=dP_=mdv_
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第四步:上式中显然还要参考m质量这个变量,而我们不想让质量的加入把我们力和速度的关系复杂化。我们想找到一种办法约掉m,这样就能得到纯粹的速度和力的关系。
参考dE=Fds和F_dt=dP_,我们知道,v_=ds_/dt
那么可以得到
dE=v_*dP_
如果考虑最简单的形式:当速度改变和动量改变方向相同:
dE=vdP
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第五步:把上式化成能量和质量以及速度三者的关系式(因为我们最初就是要讨论这个形式):
dE=vd(mv)----因为dP=d(mv)
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第六步:把上式按照微分乘法分解
dE=v^2dm+mvdv
这个式子说明:能量的增量含有质量因速度增加而增加dm产生的能量增量和单纯速度增加产生的能量增量2个部分。(这个观点非常重要,在相对论之前,人们虽然在理论物理推导中认识到质量增加也会产生能量增量,但是都习惯性认为质量不会随运动速度增加而变化,也就是误以为dm恒定为0,这是经典物理学的最大错误之一。)
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第七步:我们不知道质量随速度增加产生的增量dm是怎样的,现在要研究它到底如何随速度增加(也就是质量增量dm和速度增量dv之间的直接关系):
根据洛仑兹变换推导出的静止质量和运动质量公式:
m=m0[1-(v^2/c^2)]^(-1/2)
化简成整数次幂形式:
m^2=(m0^2)[1-(v^2/c^2)]
化成没有分母而且m和m0分别处于等号两侧的形式(这样就是得到运动质量m对于速度变化和静止质量的纯粹的函数形式):
(m^2)(c^2-v^2)=(m0^2)c^2

用上式对速度v求导得到dm/dv(之所以要这样做,就是要找到质量增量dm和速度增量dv之间最直接的关系,我们这一步的根本目的就是这个):
d[(m^2)(c^2-v^2)]/dv=d[(m0^2)c^2]/dv(注意式子等号右边是常数的求导,结果为0)

[d(m^2)/dv](c^2-v^2)+m^2[d(c^2-v^2)/dv]=0

[m(dm/dv)+m(dm/dv)](c^2-v^2)+(m^2)[0-2v]=0

2m(dm/dv)(c^2-v^2)-2vm^2=0
约掉公因式2m(肯定不是0,呵呵,运动质量为0?没听说过)
得到:
(dm/dv)(c^2-V^2)-mv=0

(dm/dv)(c^2-V^2)=mv
由于dv不等于0(我们研究的就是非静止的情况,运动系速度对于静止系的增量当然不为0)
(c^2-v^2)dm=mvdv
这就是我们最终得到的dm和dv的直接关系。
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第八步:有了dm的函数,代回到我们第六步的能量增量式
dE=v^2dm+mvdv
=v^2dm+(c^2-v^2)dm
=c^2dm
这就是质能关系式的微分形式,它说明:质量的增量与能量的增量成正比,而且比例系数是常数c^2。
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最后一步:推论出物体从静止到运动速度为v的过程中,总的能量增量:
对上一步的结论进行积分,积分区间取质量从静止质量m0到运动质量m,得到
∫dE=∫[m0~m]c^2dm

E=mc^2-m0c^2
这就是 物体从静止到运动速度为v的过程中,总的能量增量。
其中
E0=m0c^2称为物体静止时候的静止能量。
Ev=mc^2称为物体运动时候的总动能(运动总能量)。

总结:对于任何已知运动质量为m的物体,可以用E=mc^2直接计算出它的运动动能。

质能方程:E=mc^2,其中E代表完全释放出来的能量,m代表质量,C代表光速,^2代表二次方。由于光速不可超越,但我们知道能量是可以互相转化的,我们可以将其他能量通过做功的方式转化为物体的动能,如果能量足够多,那么动能便会不断增大,即速度会不断增大,这样物体不就会最终超越光速了吗?答案是否定的,因为爱因斯坦提出,在物体达到某一高速运动状态时,它的速度便不能再增加,那能量到哪儿去了呢?依然转化为动能,但物体的速度并不会增加,而是质量增加,也就是说在物体达到高速时,所得到的能量会转化成质量,于是便有了以上的质能转换方程。m是质量,c是光速,E是能量,即物体的质量增加或消耗的数值乘以光速的平方等于需吸收或释放出的能量,可以看出通过消耗质量所释放的能量是异常巨大的,

那是质能公式,是质量与能量的转换公式(这里不详细说这个公式),其实质量就是能量,只是两个不同描述,而它们也因此被赋予了不同的含义,主要区别是质量,因为质量是表示物质的多少。当一个物体运动时,它的质量与能量是同一方向的,也就是能量与质量为一体,我们不能分开是质量还是能量,所以质量就是能量,而质量就是这个物体静止时的能能量


e=mc2是什么公式?
E=mc²是指质能方程式。质能公式 质能公式是质能方程,爱因斯坦著名的质能方程式E=mc²,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速常量。在经典力学中,质量和能量之间是相互独立、没有关系的,但在相对论力学中,能量和质量是可互换的。表达形式 1:E0=M0C²上式中的M0为物体的静止...

谁知道这个公式是什么意思:E=mc2
质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC^2,式中为E能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。 由此可以解释为什么物体的运动速度不可能超过光速。一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量...

请解释一下E=mc2的意思
质能守恒定律。质量和能量是统一的,都是物质存在的一种形式,只不过我们观测它们的方法和角度不同。该公式指出了质量与能量之间的换算关系。简单的说,消耗M多的质量,就可以产生(M乘以光速的平方)这么多的能量——比如原子弹爆炸,重核在裂变过程中损失了质量,产生了大量的能量;耗费E多的能量,就...

m=c^2是什么公式
质能方程。根据相关公开信息显示,质能方程E=mc2,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速。质能方程即描述质量与能量之间的当量关系的方程。

物理mc2是什么意思
通过控制核反应的速度和规模,人们可以稳定地获取能量,满足社会的需求。同时,质能方程也提醒人们,物质和能量之间的转换是有代价的。在核反应中,虽然可以释放出大量的能量,但也会产生放射性物质,需要妥善处理以防止对环境和人类健康造成危害。总之,物理中的mc2是质能方程的一部分,它揭示了质量和能量...

e=mc2是什么意思
E=mc²是爱因斯坦质能方程。质能方程即描述质量与能量之间的当量关系的方程。E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792.458km\/s)。质能方程 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=299792458m\/s)。由阿尔伯特·爱因斯坦提出。该方程主要用来解...

E=mc²怎么读
在狭义相对论中,能量概念有了推广,质量和能量有确定的当量关系,物体的质量为m,则相应的能量为 E=mc2。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)。由阿尔伯特·爱因斯坦提出

质能公式:E=MC2 中各字母各代表什么?
E是总能量 m是动质量(是用相对论公式后算出的质量 区别于静质量)c是光速

1=mc平方是什么意思
E = mc2(读作E等于mc 二次方,亦称质能转换公式或质能方程) E代表能量, M代表物体质量, C代表光速。E = mc2(读作E等於mc平方,亦称质能转换公式或质能方程)是一种阐述能量(E,可以是任何形式)与质量(m)间相互关系的理论物理学公式,公式中的c是物理学中代表光速的常数。

E=mc²是什么
E=mc²是爱因斯坦在狭义相对论中,提出的著名的质能公式:(E代表能量,m代表质量,c代表光的速度,近似值为3×10^8m\/s,这说明能量可以用减少质量的方法创造。)。爱因斯坦的理论,最初受到许多人的反对,就连当时一些著名物理学家也对这位年青人的论文表示怀疑。然而,随着科学的发展,大量的...

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莲湖区19583602349: E=mc2 什么意思? -
却受安立: E=mc*是爱因斯坦的质量公式,E是能量,m为质量,c为光速,该公式阐述了能量与质量之间的转换关系,说明物质与结构中蕴藏着极大的能量.

莲湖区19583602349: E=MC2是什么公式 -
却受安立: 质能方程E=mc²,baiE表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792.458km/s).由阿尔伯特·爱因斯坦提出.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.这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生....

莲湖区19583602349: E=MC2的含义是什么? -
却受安立: 爱因斯坦质能方程E=mc^2揭示了物质的质量和能量之间的关系:能量与物体的质量成正比,质量和能量不可分割地联系在一起.质能方程E=mc^2或ΔE=Δmc^2是否反映了质量和能量之间的定量转化关系?质量和能量是否是不守恒的,而是质能...

莲湖区19583602349: E=mc2 是什么意思? -
却受安立: E=MC^2,其中E代表完全释放出来的能量,M代表质量,C代表光速 . 质能方程式的推导 首先要认可狭义相对论的两个假设:1、任一光源所发之球状光在一切惯性参照系中的速度都各向同性总为c 2、所有惯性参考系内的物理定律都是相同的...

莲湖区19583602349: 谁能告诉我E=mc2是啥意思啊? -
却受安立: 就是说一个物体的能量等于它质量乘以光速的二次方,这是相对论里面的.

莲湖区19583602349: 爱因斯坦的 E=mc2 是什么意思 -
却受安立: E=mc2 E:指物体在核裂变时产生的能量.m:物体质量 c:光在真空中的速度 就是说,物体在核裂变的过程中放出的能量等于物体质量跟光速平方的积!!!!!!

莲湖区19583602349: 爱因斯坦的E=mc2的介绍 -
却受安立: 质能方程,它描述了质量与能量的等效性及等效关系.简单的说就是一单位的质量的减少(增加)将放出(吸收)真空光速平方倍单位的能量.真空光速在这里只做比例系数,与光本身无关. 质量和能量是统一的,都是物质存在的一种形式,...

莲湖区19583602349: E=mc2是什么意思 -
却受安立: 这是爱因斯坦的质能方程,不是质量守衡定律,质量守衡定律是化学的,楼上说错了.E = mc2这个公式的使用我来举个例子:核反应中,反应物质在核反应的前后有个质量上的损失m ,那么反应所释放的能量 E 就等于 mc2 . E表示能量;m表示质量;c表示光的速度,大小为三十万m/s

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