第124章 解释三:质能方程,横空出世!震惊众人!

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    证明完动量守恒定律在相对论中依然成立后,李奇维没有停下,他继续说道:“同理,能量也是如此。”
    “普朗克教授所谓的能量指的就是动能,物体运动后所具有的能量。”
    “按照牛顿力学的定义,动能的表达方式为【E=1/2mv】。”
    “一个质量为m的小滑块静止在地面,则它的动能为0。”
    “当我们用恒力F去推动滑块,滑块移动了距离S,然后均匀加速到速度v。”
    “如果我们计算力F在距离S上做的功,会发现它正好等于滑块的动能1/2mv。”
    “这也是动能定理的内容,即外力对物体做的功,等于物体的动能改变量。”
    “如果想要经过LQW变换后,依然满足守恒,则动能需要经过以下改变。”
    “首先,我们用【力乘以位移】来计算外力的功,即【E=FS】。”
    “虽然力F可以用【F=ma】表示,但是刚刚我已经推导了相对论中的新动量定义。”
    “所以,我用动量的变化率【△p/△t】表示F。”
    “这样可以节省大量的运算,而且符合逻辑。”
    “前面我们假设力F是不变的,滑块在做均匀加速运动,但这只是一种特例。”
    “为了保证普适性,我们假设F和S在变化,则这里还需要用到微积分。”
    “如图所示,我要开始计算了。”
    “咔咔咔、咔咔咔...”
    “经过计算后,我就得到了在相对论中,新动能的定义方式。”
    在众人起初不在意,然后渐渐皱眉,最后瞪大双眼的震惊下。
    李奇维最后推导出来的公式为:【E=γmc-mc】。
    他继续解释道:“这就是坚持相对论的基本原理,认为物理定律应该满足LQW变换后,得出的新动能定义。”
    “这个公式中,γ称为相对论因子,与物体的速度v有关,γ=1/√(1-v/c)。”
    “我知道,大家可能不太习惯这种动能的表示方法。”
    “但是,牛顿力学就是相对论的近似,不信你们看。”
    “我只要将γ进行泰勒展开,一阶...二阶...”
    “成了,这时候就变成了我们熟悉的牛顿力学定义的动能形式:E=1/2mv。”
    “这证明了,牛顿力学动能只是相对论动能的二阶近似。”
    “m依然是我们知道的质量,是一个不随速度和参考系变化而变化的物理量。”
    “而E就是物体因为运动,而具有的动能。”
    “仔细看这个公式,如果当物体的速度v等于0时,那么γ就等于1。”
    “动能就变成E=mc-mc=0。即静止物体的动能为0,这很符合我们的认知。”
    “但是,当物体速度逐渐增大时,相对论因子γ就开始大于1。”
    “γmc与mc的差值越来越大,结果就是物体的动能不断增大。”
    “mc可以理解为质量为m的物体在静止时具有的能量,我把它简称为【静能】。”
    “而E是物体的动能,动能加静能自然就是物体的总能量。”
    “即:【E+mc=γmc】,γmc就是物体因为运动,而具有的总能量。”
    “当然,如果我们把方程换个形式,也可以理解为物体的质量会随着速度增大而增大。”
    “但我认为这种理解,会丢失某些重要的物理信息。”
    “所以,经过以上的推导后,我们可以得到一个简约的公式。”
    “一个静止的物体依然具有能量,统称为静能。”
    “且物体的静能与质量有对应关系,即【E=mc】,c为光速。”
    “我把这个方程叫做【质能方程】。”
    当这个著名的方程,被李奇维通过相对论循序渐进推出来后。
    “嘶!”
    无数人倒吸一口凉气。
    “轰!”
    紧接着就是会场内彻底沸腾。
    所有人都看着那个仿佛上帝亲手写下的公式。
    内心止不住疯狂呐喊:
    什么情况?
    能量和质量不应该是相互独立的概念吗?
    怎么会有等式关系。
    这与牛顿力学根本不符合。
    在牛顿力学中,物体静止时,能量为0才对。
    “不可能,绝对不可能。”
    “这岂不是说质量可以转换成能量?”
    按照这个公式,一个物体哪怕在静止时,依然具有能量,而且能量大小还与质量有关。
    最关键的是,还要乘以一个光速的平方,这是什么概念?
    那岂不是说,一个小小的苹果,其蕴含的能量就是一个天文数字了?
    诺贝尔先生曾经发明一种炸药,名为TNT。(注:实际上不是诺尔贝
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