Question

爱因斯坦质能方程是什么？

Answer 1

爱因斯坦质能方程是描述质量与能量之间的当量关系的方程。

在经典物理学中，质量和能量是两个完全不同的概念，它们之间没有确定的当量关系，一定质量的物体可以具有不同的能量；能量概念也比较局限，力学中有动能、势能等。

质能方程E=mc²，E表示能量，m代表质量，而c则表示光速（常量，c=299792458m/s）。由阿尔伯特·爱因斯坦提出。该方程主要用来解释核变反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。

爱因斯坦质能方程的三大意义

一、即使是静止的物体也有其固有的能量。能量的形式有很多种，包括机械能、化学能、电能以及动能。这些都是运动或者反应物体的固有能量，它们可以用于做功，比如推动一个发动机，点亮一个灯泡，或者把谷物磨成面粉。

但即使是静止的普通物体也具有固有能量，并且这是一个非常巨大的能量。这强烈暗示着，在牛顿的宇宙中，两个物体之间的万有引力都应该以能量为基础，这种能量等价于E=mc^2的质量。  

二、质量可以转化成纯能量。质能方程告诉我们，每一千克的质量可以转化为9×10^16焦耳的能量，这相当于2100万吨的TNT爆炸所释放出的能量。

在放射性衰变、核聚变或核裂变过程中，最初参与反应的质量会大于最终的质量，质量守恒定律是无效的，减少的质量被转化为能量。从衰变的铀到裂变式原子弹，再到太阳的核聚变，再到物质和反物质的湮灭，都遵循质能方程。  

三、能量可以从虚无中产生质量。第三个意义最为深远。如果把两个台球碰撞在一起，结果还是两个台球。如果把一个光子和电子碰撞在一起，结果得到的还是光子和电子。但如果用足够高的能量把一个光子和电子碰撞在一起，结果会得到一个光子、一个电子、一对新的物质-反物质粒子。