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mc什麼是粒子

生活更新时间:2024-11-17 22:20:28

愛因斯坦的質能方程E=MC²，很多人都聽過說，公式中的M代表着質量，但那隻是表面，很多人并不知道，裡面還蘊藏着更深刻的宇宙奧秘。

mc什麼是粒子（MC²中的M到底是什麼意思）1

先從微觀世界說起。

我們都知道，一個氫原子包含一個質子和一個電子，按道理講，氫原子的質量應該等于質子和電子的質量總和，但事實并非如此，氫原子的質量要比質子和電子質量綜合小，為何會這樣呢？

mc什麼是粒子（MC²中的M到底是什麼意思）2

這裡就必須重新解讀愛因斯坦的質能方程E=MC²。我們經常聽到這種說法：質量是能量的一種表現形式，或者說質量是被束縛的能量，質量可以轉換成能量等等。其實這些說法都不是很嚴謹。

質量應該包含兩個方面，第一物體的組成結構，第二，物體的内部的運動方式。

舉個簡單的例子，有兩個完全一樣的鬧鐘，除了一點：一個鬧鐘壞掉了，指針不走動了。另一個鬧鐘是好的，指針正常走動。這兩個鬧鐘的質量一樣大嗎？

并不一樣，指針走動的鬧鐘質量會大一些。為什麼？

mc什麼是粒子（MC²中的M到底是什麼意思）3

因為鬧鐘的指針在轉動，具有動能，同時由于摩擦會産生熱能，還有緊緊的彈簧也會産生勢能，這些能量也是鬧鐘質量的一部分，用E=MC²可以計算出來對整個鬧鐘質量的貢獻。

不過由于光速是在太大了，能量除以光速的平方，得到的質量太小了，可以忽略不計，我們也很難測量到這種微小的差異。

我們平時所說的質量指的是靜止狀态下的質量，也就是靜質量。隻不過我們通常不會說“靜質量”，而是用質量代替！而公式中E=MC²的M就是指的靜質量。

再舉個通俗的例子，每當你打開手電筒，它的質量就開始變小，現在你應該知道為什麼了吧？

mc什麼是粒子（MC²中的M到底是什麼意思）4

因為光就是一種能量，這些能量是儲存在電池裡，以化學能的形式存在。當轉變為光能釋放出去之後，手電筒内部的能量就減少了，自然質量也會變小。

回到文章開頭提出的問題：氫原子的質量為什麼比質子和電子的質量總和要小呢？

簡單說，因為質子和電子的勢能是負的。如何理解這句話？

mc什麼是粒子（MC²中的M到底是什麼意思）5

來個思想實驗，電子和質子相距無限遠時的勢能為零，由于兩者相互吸引，必然相互靠近，勢能當然也會變小，所以電子質子之間的勢能是負的。

雖然電子圍繞質子運行過程中也有動能，但計算結果顯示，勢能更大，動能和勢能綜合起來還是負的，根據公式E=MC²，M當然也是負的，所以氫原子的質量要比質子和電子的質量總和小一些！

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