當前位置:首頁>科技>用兩種方法推導愛因斯坦的質能方程
發布時間:2025-10-27閱讀(2)
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作為CEO的張朝陽手推質能方程,把物理學推上了熱搜。今天,我們也用兩種方法來推導質能方程。 第一種方法首先,質量的相對論公式為:
利用泰勒展開公式把右邊項展開,得到:
事實上,當速度v較小時,右邊可以只保留兩項,我們可以得到:
上式看起來是不是很熟悉,右邊第二項就是牛頓中的動能方程。為了解釋上邊式子的物理意義,愛因斯坦首先提出假設,物體的總能量等于質量與光速平方的乘積,即:
上面的式子就是著名的愛因斯坦質能關系的公式。其中mc是物體的靜能,它是總能量的一部分,具有靜止質能的物體都具有靜能。 第二種方法我們還可以用第二種方法來理解愛因斯坦的質能方程。在狹義相對論中,動能定理仍然成立,但動能的形式有所不同。在力F的作用之下,它做的功等于動能的變化,所以我們有以下微分關系:
把質量的相對論公式和動量p=mv相結合,我們可以得到:
事實上,這就是能量與動量關系式的變體:
對上面的公式進行微分,得到:
代入最開始的公式,并進行積分可以得到:
如果我們取初態u=0,則最初的動能也為零,質量為m,最后我們可以得到:
把上式與第一種方法泰勒展開得到的式子相比,我們可以知道當v< |
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