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e的x次方>1,质能方程推导过程及方法


(资料图)

爱因斯坦的质能方程E=MC2(平方),高等数学的推导过程很简单易懂,可为什么直到近现代才被推导出来?

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因为人的意识和科学水品当时低下

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,那么当你与车

爱因斯坦质能方程同向走时,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。  而以上这个变换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导出质速关系,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)=V2dm+mvdv,把爱因斯坦的质量随物体速度改变的那个公式平方,得m2

质能方程(c2-v2)=m02c,对它微分求出:mvdv=(c2-v2)dm,代入上式得dEk=c2dm。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=c2dm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 c2dm(从m0积分到m)Ek=mc2-m0c2  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m0c2叫做物体的静止能量,把mc2叫做运动时的能量,我们分别用E0和E表示:E=mc2, E0=m0c2。  推导:首先是狭义相对论得到  洛伦兹因子γ=1/sqrt(1 - v2/c2)  所以,运动物体的质量 M(v) = γm0=m0/(1 - v2/c2)  然后利用泰勒展开  1/sqrt(1 - v2/c2)=1+1/2*v2/c2+....  得到M(v)c2 = γm0c2=m0c2/(1 - v2/c2)=m0c2+1/2m0v2+...  其中m0c2为静止能,1/2m0v2就是我们平时见到的在低速情况下的动能,后面的省略号是高阶的能量。

狭义相对论质能方程的推导算法步骤?

1899年,俄国物理学家列别捷夫就通过实验证明了光压的存在,并且还发现了一个这样的关系式,如果我们用P表示光压,E作为光的能量,老规矩,c是光速,那么可以得到 P=2E/c 好。现在假设单位时间t内的光子“撞”到镜面上,并且反弹了回来,这个过程中产生的光压为P。我们取光子“撞”向镜面的方向为正方向。根据我们学过的哪那个动量定理(力乘以时间等于动量的变化那个),对光子来说,于是有 -Pt= -mc – mc= -2mc去掉那个负号,^-^ Pt=2mc我们上面说了t是单位时间,也就是t=1,所以 P=2mc别忘了列别捷夫的光压公式,恩恩 2E/c=P=2mc约去2,两边乘以c E=mc2

爱因斯坦质能方程如何推导的?

这个公式的推导是正确的,但,爱因斯坦可不是这样推导的,呵呵 要想导出这个你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,你在一量以速度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幻,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倒出来。 这个不能帖图,不然我把公式给你帖出来,你可以自己到网上去查一下洛伦兹变换的公式。 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。公式写起来也很麻烦,我只写一个质量的,其他你可以到网上查到——m=m0/sqr(1-v^2/c^2)。 其中sqr是开根号的意思,m是该物体的实际质量,而m0为静止质量,m-m0就是物体的通过运动所多出来的质量。 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

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