物理学中能量的历史

物理学中的能量具体是什么~

　　能量是物质运动转换的量度，简称“能”。世界万物是不断运动的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。
　　对应于物质的各种运动形式，能量也有各种不同的形式，它们可以通过一定的方式互相转换。
　　在机械运动中表现为物体或体系整体的机械能，如动能、势能、声能等。在热现象中表现为系统的内能，它是系统内各分子无规则运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量的总和，但不包括系统整体运动的机械能。对于热运动能（热能），人们是通过它与机械能的相互转换而认识的（见热力学第一定律） 。
　　空间属性是物质运动的广延性体现；时间属性是物质运动的持续性体现；引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现；电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现，等等。物质的运动形式多种多样，每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式。
　　宏观物体的机械运动对应的能量形式是动能；分子运动对应的能量形式是热能；原子运动对应的能量形式是化学能；带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能；光子运动对应的能量形式是光能，等等。除了这些，还有风能、潮汐能等。当运动形式相同时，物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述。物体的机械运动可以用速度、加速度、动量等物理量来描述；电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述。但是，如果运动形式不相同，物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量，能量是一切运动着的物质的共同特性。
　　因此可以对能量作出定义：
　　能量在古希腊语中意指“活动、操作”，是一个间接观察的物理量，被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力。功被定义为力在物体沿力的方向发生位移的空间积累效应，并且等于力与在力的方向上通过的位移的乘积。
　　一个物体所含的总能量奠基于其总质量，能量同质量一样既不会凭空产生，也不会凭空消灭。能量和质量一样都是标量。在国际单位制中，能量的单位是焦耳，但有时使用其他单位如千瓦·时和千卡，这些也是功的单位。能量是用以衡量所有物质运动规模的统一量度。
　　A系统可以借由简单的物质转移将能量传递到B系统中（因为物质的质量等价于能量）。如果能量不是借由物质转移而传递能量，而是由其他方式传递，会使B系统产生变化，因为A系统对B系统作功。功的效果如同一个力以一定的距离作用在接收能量的系统中。例如，A系统可以经过电磁辐射到B系统，使吸收辐射能量的B系统内部的粒子产生热运动。一个系统也可以通过碰撞传递能量，在这种情况下被碰撞的物体会在一段距离内受力并获得运动的能量，称为动能。热能的传递则可以由以上两个方法产生：热可以由辐射能转移能量，或者直接由系统间粒子的碰撞而转移动能。
　　能量可以不用表现为物质、动能或是电磁能的方式而储存在一个系统中。当粒子在与其有相互作用的一个场中移动一段距离（需借由一个外力来移动），此粒子移动到这个场的新的位置所需的能量便被储存了。当然粒子必须借由外力才能保持在新位置上，否则其所处在的场会借由推或者是拉的方式让粒子回到原来的状态。这种借由粒子在力场中改变位置而储存的能量就称为位能（势能）。一个简单的例子就是在重力场中往上提升一个物体到某一高度所需要做的功就是位能（势能）。
　　任何形式的能量可以转换成另一种形式。举例来说，当物体在力场中自由移动到不同的位置时，位能可以转化成动能。当能量是属于非热能的形式时，它转化成其他种类的能量的效率可以很高甚至是完美的转换，包括电力或者新的物质粒子的产生。然而如果是热能的话，则在转换成另一种形态时，就如同热力学第二定律所描述的，总会有转换效率的限制。
　　在所有能量转换的过程中，总能量保持不变，原因在于总系统的能量是在各系统间做能量的转移，当从某个系统间损失能量，必定会有另一个系统得到这损失的能量，导致失去和获得达成平衡，所以总能量不改变。这个能量守恒定律，是在19世纪初提出，并应用于任何一个孤立系统。根据诺特定理，能量守恒是由于物理定律不会随时间而改变所得到的自然结果。
　　虽然一个系统的总能量，不会随时间改变，但其能量的值，可能会因为参考系而有所不同。例如一个坐在飞机里的乘客，相对于飞机其动能为零；但是相对于地球来说，动能却不为零，也不能以单独动量去与地球相比较。

　　能量是物理学的基本概念之一，从经典力学到相对论、量子力学和宇宙学，能量总是一个核心概念。
　　在一般常用语或科普读物中能量是指一个系统能够释放出来的、或者可以从中获得的、可以相当于做一定量的功。比如说1千克汽油含12千瓦小时能量，是指假如将1千克的汽油中的化学能全部施放出来的话可以做12KWh的功。
　　能量是物理学中描写一个系统或一个过程的物理量。一个系统的能量可以被定义为从一个零能量的状态转换为该系统现状的功的总和。一个系统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“热源物质”。
　　能量守恒定律表明能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，而能的总量保持不变。能量是标量，不是矢量，没有方向。至于正物质与反物质并不是说质量有正负，而是原子核的电性相反，相遇后质量转化为能量。任何运动都需要能量。能量的形式有许多种，例如光能、声能、热能、电能，机械能、化学能、核能等。举一个例子，观察一个质量为1Kg的固体的能量：
　　在经典力学中，其能量就是从静止加速到现有速度所作的功的总和。
　　在经典热学中，其能量就是从绝对零度加热现有温度所作的功的总和。
　　在物理化学中，其能量就是合成这个固体时对原料加入的功的总和。
　　在原子物理中，其能量就是从原子能为零的状态对它做功达到现有状态的功的总和。
　　还可以用相反的方法来定义这个固体所含的能量。举两个例子：
　　该固体的内能是将它冷却到绝对零度所释放出来的功的总和。
　　该固体的原子能是将其结合能在原子核裂变或聚变反应中释放出来变成反应产物的动能。
　　能量虽然是一个常用和基本的物理概念，同时也是一个抽象的物理概念。事实上，物理学家一直到19世纪中才真正理解能量概念，在此之前常常与力、动量等概念混淆。
　　能量有很多，比如：
　　化学能
　　物质发生化学变化（化学反应）时释放或吸收的能量。如干电池和蓄电池的放电是化学能转变成电能；给电池充电则是电能转变成化学能 。其本质是原子的外层电子变动，导致电子结合能改变而放出的能量。正负电子对湮没成光子，就是电子的静能转换成光子的能量 。
　　热能
　　物质内部原子分子热运动的动能，温度愈高的物质所包含的热能愈大。热机是膨胀的水蒸气把它的热能变成了热机的动能。
　　电能
　　正负电荷之间由于电力作用所具有的（电）势能，可以用电场强度表达出来。真空中的电能密度（单位体积内的电能）即电场能量密度w=E2/2；介质中的电能密度w=E·D/2，式中D是电位移矢量，E是电场强度。电能的提取就是将电势能变成带电粒子的动能，如导体中的电流或加速器中的荷电粒子束。磁能是指磁场能，磁能密度w=H·B/2，式中H是磁场强度，B是磁感应强度。电能密度与磁能密度之和为电磁能密度（电磁场能量密度）w=(E·D+H·B)/2 。
　　辐射能
　　指光和电磁波的能量（光子的能量）。
　　核能
　　原子核内核子的结合能，它可以在原子核裂变或聚变反应中释放出来变成反应产物的动能 。根据狭义相对论，物体的质量m和能量E之间存在着质能关系E=mс2(с为真空中的光速)。因此，当物体静止时也具有能量。物质的能量、质量这二者是密切相关的。原子核的质量比组成它的核子的总质量小，即自由核子结合成原子核时有能量释放出来，这能量称为原子核的结合能。比结合能（原子核中平均每核子的结合能）低的重核裂变成比结合能高的较轻核，或几个比结合能低的轻核聚合成一个比结合能高的较重核，所释放的能量就是原子能。

物理学家一直到19世纪中才真正理解能量这个概念。在此之前能量常常被与力、动量等概念相混。有一段时间里，物理学家使用过一个称为“活力”的、与能量非常相似的概念，其意思是一种使物体活泼起来（动起来、热起来）的力。英语中的能量一词energy是两个希腊词的组合：εν是“在……之中”的意思，εργοs是“功、劳动”的意思。加在一起 en-ergi 就是“加进去的功”的意思。

【标准答案】能量
energy
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。
通常每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在人体内平均可产生代谢能力分别为4kcal、9kcal、4lcal。同时一般情况下一个人在5-7天内的热能摄入量等于消耗量
能量摄入过剩，则会在体内贮存起来。人体内能量的贮存形式是脂肪，脂肪在体内的异常堆积，会导致肥胖和机体不必要的负担，并可成为心血管疾病、某些癌症、糖尿病等退行性疾病的危险因素。
人体每日摄入的能量不足，机体会运用自身储备的能量甚至消耗自身的组织以满足生命活动的能量需要。人长期处于饥饿状态，在一定时期内机体会出现基础代谢降低、体力活动减少和体重下降以减少能量的消耗，使机体产生对于能量摄入的适应状态，此时，能量代谢由负平衡达到新的低水平上的平衡。其结果引起儿童生长发育停滞，成人消瘦和工作能力下降。
任何运动都需要能量。能量的形式有许多如:光声热电,有机械能,化学能,热能,电能,声能等等。
举一个例子而言，我们观察一个质量为1kg的固体的能量：
假如我们在研究经典力学而只对它的动能感兴趣的话，那么它的能量就是我们要将它从静止加速到它现有速度所加的功的总和。
假如我们在研究热学而只对它的内能感兴趣的话，那么它的能量就是我们要将它从绝对零度加热到它现有温度所加的功的总和。
假如我们在研究物理化学而只对它所含有的化学能感兴趣的话，那么它的能量就是我们在合成这个固体时对它的原料加入的功的总和。
假如我们在研究原子物理而只对它所含的原子能感兴趣的话，那么它的能量就是我们从原子能为零的状态对它做功、使它达到现在状态的功的总和。
当然我们也可以用反过来的方法来定义这个固体所含的能量，举两个例子：
该固体的内能是将它冷却到绝对零度所释放出来的功的总和。
该固体的原子能是将它所含的所有的原子能全部释放出来的功的总和。
可见，能量虽然是一个非常常用和非常基础的物理概念，但同时也是一个非常抽象和非常难定义的物理概念。事实上，物理学家一直到19世纪中才真正理解能量这个概念。在此之前能量常常被与力、动量等概念相混。有一段时间里，物理学家使用过一个称为“活力”的、与能量非常相似的概念，其意思是一种使物体活泼起来（动起来、热起来）的力。英语中的能量一词energy是两个希腊词的组合：εν是“在……之中”的意思，εργοs是“功、劳动”的意思。加在一起 en-ergi 就是“加进去的功”的意思。

我虽是物理教师，当年在大学也学过物理学史，不过也忘记了，如果楼主空余时间比较多，我的电脑里有一本《数理化通俗演义》里面讲过能量的提出和发展。
如果楼主提供邮箱，我可以给你发过去。

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