如何理解相对论的质能方程，是质量与能量能够相互转化吗？

2025-02-17 19:57:57

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回答1：

E＝mc＾2最简单的理解就是多少质量就对应多少能量，多少能量就对应多少质量，只差一个光速的平方。

但从历史起源上来讲，能量概念与质量概念是大大不同的，历史上的质量在后来的相对论里就是静质量，即静止时的质量，历史上的动能在相对论里是总能量减去静能量，即运动时多了的能量，但公式(1/2)mv^2在相对论里是一个近似。实际上还有势能，势能也对应着相应的质量，势能是一种静能量，所以也对应着相应的静质量，下面会看到它大至是什么意思。

所谓的质能转化，在相对论中，实质上是一部分“静质量——静能量”转化为“动质量减去静质量——动能”，划线表示两边的东西是成正比，并且同增减同减。

只是历史上不太有静能量这种说法，而静质量就是原先的质量，所以对于前者以“质量”代之，这是“质”的由来；同样是由于历史上不太有“动质量”这种说法，所以对于后者取了“动能”一词，这是“能”的由来。合起来就成了“质能”转化了。

当原子核的发生质能转化时，实质上是原子核内的“势能——静能量——静质量”变成了“动能——总能量减去动能量——动质量减去静质量”。由于所有的势能都对应静质量，所以弹簧的势能也是一样。还有万有引力，电磁力等等其势能都对应静质量！只是这些质量存在于“场”中。

回答2：

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。相对论的一个重要结果是质量与能量的关系。质量和能量可互换即是建立在狭义相对论基础上，1915年他提出了广义相对论。爱因斯坦1905年6月发表的论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，解释了光的本质，这也使他于1921年荣获了诺贝尔物理学奖。

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。

如果你的行走速度是v，你在一辆以速度u行驶的公车上，那么你当你与车同相走时，你对地的速度为u+v，反向时为u-v，你在车上过了1分钟，别人在地上也过了1分钟——这就是我们脑袋里的常识。也是物理学中著名的伽利略变换，整个经典力学的支柱。该理论认为空间是独立的，与在其中运动的各种物体无关，而时间是均匀流逝的，线性的，在任何观察者来看都是相同的。

而以上这个变幻恰恰与狭义相对论的假设相矛盾。

事实上，在爱因斯坦提出狭义相对论之前，人们就观察到许多与常识不符的现象。物理学家洛伦兹为了修正将要倾倒的经典物理学大厦，提出了洛伦兹变换，但他并不能解释这种现象为何发生，只是根据当时的观察事实写出的经验公式——洛伦兹变换——而它却可以通过相对论的纯理论推导出来。

然后根据这个公式又可以推倒出质速关系，也就是时间会随速度增加而变慢，质量变大，长度减小。

一个物体的实际质量为其静止质量与其通过运动多出来的质量之和。

当外力作用在静止质量为m0的自由质点上时，质点每经历位移ds，其动能的增量是dEk=F·ds，如果外力与位移同方向，则上式成为dEk=Fds，设外力作用于质点的时间为dt，则质点在外力冲量Fdt作用下，其动量增量是dp=Fdt，考虑到v=ds/dt，有上两式相除，即得质点的速度表达式为v=dEk/dp，亦即 dEk=vd(mv)=V^2dm+mvdv，把爱因斯坦的质量随物体速度改变的那个公式平方，得m^2(c^2-v^2)=m02c^2,对它微分求出：mvdv=(c^2-v^2)dm，代入上式得dEk=c^2dm。上式说明，当质点的速度v增大时，其质量m和动能Ek都在增加，质量的增量dm和动能的增量dEk之间始终保持dEk=c^2dm所示的量值上的正比关系。当v=0时，质量m=m0，动能Ek=0，据此，将上式积分，即得∫Ek0dEk=∫m0m c^2dm（从m0积到m）Ek=mc^2-m0c^2
上式是相对论中的动能表达式。爱因斯坦在这里引入了经典力学中从未有过的独特见解，他把m0c^2叫做物体的静止能量，把mc^2叫做运动时的能量，我们分别用E0和E表示：E=mc^2 , E0=m0c^2

质能方程:E=mc^2是否违背了质量守恒定律?

质能方程并不违反质量守恒定律，质量守恒定律是指在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变。或者说，化学变化只能改变物质的组成，但不能创造物质，也不能消灭物质，所以该定律又称物质不灭定律。
而质能方程是表述了质量和能量之间关系，所以不违背质量守恒定律。

质能方程的英文读法

E equals M C squared.
E is equal to M C squared.

也可以用解释的方法念
Energy is equal to mass multiplied by the square of the speed of light.
质能方程分为总能量和静止质量.

回答3：

有问题，求和动能不能用矢量的速度和~
只要速度方向有夹角就可能不成立~
而且光速不超过C和质能方程是平行的互推公式，和1+1=2与2-1=1的关系是一样的~呵呵~
^_^

回答4：

能量和质量的转换

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