改变世界的科学家
质能方程
改变世界的科学家
果麦编
质能方程
本章字数: 2066

在狭义相对论中,爱因斯坦对速度、时间关系继续推导:既然他遵循的规律改变了,那么推动物体加速时,力、质量、速度之间的关系也会变化。他计算发现,随着物体速度的增大,物体的质量也会变大,速度又和能量有关。最终经过一系列复杂的推演,他得出了一个很简洁的公式:

经过了纷繁复杂的推导,最终的科学规律以这样美丽简洁的形式呈现出来。这个被人们称为“人类历史上最美的物理公式”,将以一种人类难以想象的方式,永久地改写了历史的走向。

E是能量,m是质量,c是光速。因为光速是常数,所以这个公式表明质量和能量是可以相互转化的;又因为光速这个常数非常大(c=3×10?m/s,这个数字写出来有八个零),所以,只要有很少一点的质量参与转化,都会释放出巨大的能量。

自然界中存在质量消失的现象,但是并不是我们肉眼可以看到的,而是发生在极其微观的尺度——原子核上。

原子组成分子,进而组成我们这个世界。原子内部有一个很小的原子核,集中原子大部分的质量,原子核外有质量很小的电子。原子核也并不是一成不变的,人们把原子核发生的变化称作“核反应”。例如,铀原子核就会发生衰变,它会变成一大一小两部分,小的那部分被称作“α粒子[46]”,大的那部分就是一个比铀更小的新原子核。

新生成的这两部分的总质量会小于原来的原子核,尽管质量只减少了很小一部分,也足以释放出携带巨大能量的射线,这种射线就是我们在讲到居里夫人时提到的造成她患上白血病的元凶。

除了衰变以外,原子核还会发生裂变和聚变。裂变就是铀、钍、钚等质量非常大的原子核分裂成几个原子核。新产生的原子核的总质量小于原来的重核的质量,亏损的质量会释放出巨大的能量。这种能量,可以用来制造武器。

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