阳光、沙滩联想到一条公式的内涵

2021-05-04 13:29:22  作者:摄影

今天看了一位简友介绍质量、能量关系公式的文章,就想来“八”一下这个问题。

人们常说品质、质感,质即质量、存在。万物都有质量,在国际单位制中,质量单位为kg。而能量是什么呢?能量既看不见也摸不着,我们似乎不很理解它的本质,但它的确也存在,能量的单位是J。

那么质量和能量有没有关系呢?貌似没什么关系。

在经典物理学范畴中,质量和能量是没有关系的,日常生活经验也告诉我们这是事实。严格的说,即使有关系也不可以日常事实证明。

而在相对论范畴中,能量E和质量m是不可分割的紧密联系在一起了,一定的质量对应一定的能量,有质量的地方便有能量,反之亦然。能量是质量的一种形式,能量和质量用爱因斯坦质能关系式E=mc²联系起来,这一量化就比较直观的反映出能量和质量的关系了。如何理解,可以举两个例子作定性分析。

海岸边阳光明媚且热辣,沙滩上的沙子是滚烫的,如果没有遮阳伞,在沙滩上多呆一会儿定会脱下一层皮。太阳分分秒秒都在以光和热向地面辐射能量。这时也许有人会问,据质-能关系,太阳的质量会不断的减少,我们会不会在某一天看到太阳系不存在了?从有文字记载至今几千年的时间,定性而言,按此公式算太阳减少的质量使太阳现在正处于青壮年,所以不必为此担忧。

也许有人还会问,能否举一个更贴近实际的例子?

一个暖水瓶装着2.5公斤100℃的开水,假设第二天温度变成了20℃,按质-能关系式,损失掉的热能对应损失一定的质量,为何我们感觉不到它的损失呢?根据质-能公式计算,损失掉的能量对应的质量损失大约为原来质量的千亿分之一(10⁻¹²次方之一),世界上任何一把秤都称不出这个质量,所以我们是感受不到的,然而理论上是存在的。

这条公式主要用于计算核反应中质量亏损问题和高能粒子的能量计算。可以说,没有质-能关系式就没有“蘑菇云”,没有原子弹和氢弹,就没有核反应堆,没有今天核能造福人类。

沙滩上一位红衣女子走来,感觉到她的专业摄影师“气场”了吗?说笑的。我们常说某人有“气场”,虽然这是一个比较艺术化的词,然而从物理上理解“气场”确实对应着一定的“能量场”,因着它以特殊的物质形式存在,所以周围的人能感受得到。

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