在1905年,伟大的物理学家阿尔伯托·爱因斯坦提出了质能方程E=mc^2,从此添补了物理学中关于质量和能量联系的空白。在爱因斯坦还未提出质能方程之前,物理学中质量和能量是两个不搭边的概念,也没有公式能够将它们联系起来。但是质能方程能够准确地描述质量和能量的关系,这为波动力学和德布罗意波的诞生奠定了基础。
在质能方程中,E代表能量,指的是系统的总能量;m代表质量,而c代表光速。爱因斯坦在提出狭义相对论的时候提出了这条公式,虽然能量和质量是物体不同的表现形式,但是这一条公式能够准确而地将两者联系起来。有科学家认为,在这条公式的背后,隐含着三个重要的意义。
第一个重要的意义就是揭示了静止的物体也具有能量。自然界中体现能量的形式多种多样,并非只有运动的物体才具有能量。例如食物中的化学能、电能等,而且有些静止的物体含有的能量还特别的大。同时它还意味着,宇宙中任何两个物体间都能够依靠能量联系在一起。
第二个重要的意义是证明了质量能够单纯地转化为能量。利用质能方程我们可以计算出,1KG的质量可以转化为9*10^16焦耳的能量。通俗点讲,一千克质量可以转化的能量相当于两千万吨TNT爆炸释放出来的能量。不少人觉得不可思议,如果这样的过程发生在核反应中,就能够解释为什么参与反应的质量在反应之后会变多了。
第三个重要的意义是能量能够产生质量。既然能够从方程的右边往左边,质量转化为能量,那么就可以从方程的左边往右边,使能量产生质量。而且宇宙中的一切物质似乎也证明了这个理论,一切物质都是在宇宙大爆炸之后才产生的。
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