Question

什么是质能方程

Answer 1

质能方程指的是E=mc2这个方程等式，它的相关变形方程为E=（m-m0）c^2。它是一个物体质量与能量的关系公式。

1905年，著名物理学家爱因斯坦利用当时已经存在的相对性原理以及光速不变原理，通过一系列的实验推测了质能方程，但是并没有得到证明，直到后来才被人们所证明。

狭义相对论虽然在能量和质量之间建立了连系，但它同时也是在相对论物理学与经典物理学之间制造了一条单向的“车道”，无法双向往返。也就是说，在相对论物理学近似的条件下可以推断得出经典物理学中的定理，但是在经典物理学却没有办法得出相对论物理学。

质能方程就是E=mc2，表明物体处于相对静止的情况下还是有能量的，这与牛顿系统的相冲突。在牛顿提出的系统中，物体静止的时候是没有能量的，这也就是为什么物体的质量会被称为静止质量。公式中的E是物体总能量，从公式不难看出，总质量包括静止质量以及在运动过程中可能带来的质量成正比。所以，只有在物体静止的时候，它才与物体在牛顿系统中的“质量”是一样的，才成正比。因此物体的总质量和静止质量不是同一个概念。换一种角度来讲，假如一束光子在真空中传播，虽然它的静止质量是0，但是由于它们有运动的能量，所以从这个角度来讲它们的质量不为零。

这之后还有涉及到一个狭义相对论的推论，那就是速度变快，质量就会变大。经过数学数学推导，得到动能定理的相对论形式E=（m-m0）c^2。