光速和电速哪个快的视频,光速和电流速度哪个快

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-26 10:54:52

同样的,麦克斯韦方程式只是能从理论上推导出光速不变原理,

而证实这一推论的是波兰裔美国藉物理学家

阿尔伯特·迈克耳孙(Albert Michelson)和美国物理学家、

化学家爱德华.莫雷(Edward Morley)。

19世纪初,当光的波动性得到大多数物理学家的认可时,

以太假说又重新获得了关注。

当时物理学界普遍认为“以太”是传播电磁波和光的媒介,

并将这种无处不在的“以太”看作绝对惯性系,也就是绝对静止的。

由此又产生了一个新的推断:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,

那么势必会遇到每秒30公里的“以太风” 迎面吹来,

同时,“以太风”也一定会对光的传播产生影响。

也就是说,迎着地球公转方向的光和在后面追赶地球的光,

应该有c v(c 30km/s)和c-v(c - 30km/s)的速度变化。

就这样,科学界掀起了一阵证明“以太风”存在的狂潮。

迈克耳孙-莫雷实验最初也是为了寻找以太风而设计的。

可以太风没找到,歪打正着地竟然发现不论地球运动的方向

和光的射向一致或相反,光到达地球的时间都是一样,

也就是“光速不变”。这就相当于,有两个人分别测光速,

一个站在月台上,另一个人坐在高速行驶的火车里,

可他们俩得出的数值却是一样的。光速不变原理,

正是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一。

有意思的事情,这才刚刚开始。

质能方程

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1905年,爱因斯坦刚刚大学毕业,

在瑞士专利局找了一份技术员的工作。

可能是工作太闲了,爱因斯坦大部分的时间都花在了科学研究上。

也是在这一年,爱因斯坦如有神助一般地发表了5篇

具有划时代意义的论文,在布朗运动、量子论和狭义相对论

三个方面都作出了开创性的贡献。

因此1905年也被称为“爱因斯坦奇迹年”。

这5篇重磅论文中有一篇题为《论动体的电动力学》,

正是在这篇论文中,爱因斯坦创立了狭义相对论,时间膨胀、

长度收缩等重要概念也都是在这篇论文中提出的。

狭义相对论告诉我们,速度越快,时间流逝的越慢,

当速度无限接近光速时,时间就会趋于停止。

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但是在这篇论文中,爱因斯坦漏掉了一个问题,

那就是质量与能量的关系。

随后,爱因斯坦很快发表了另一篇补充论文,题为

《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》。

在这篇论文种,诞生了著名的「质能方程 E=MC2」,

也就是能量等于质量乘以光速的平方。

质能方程被誉为最简单也是最神奇的方程式。

方程式中的E代表能量,但这个能量是指物体的总能量,

包括静止物体本身所具有的固有能量,又叫做相对论静能,

还包括动能、势能、热能、电能等等。M指的是物体的质量,C是光速。

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质能方程可以解释日常生活中的很多现象。

比如说,两辆完全相同的小汽车,

运动之后的小汽车的质量要比静止不动的小汽车的质量更大一些。

为什么运动会导致质量的增加呢?这是因为车子开动后,

各种齿轮等都在运动,它们都具有动能。

同时汽车在运动过程中势必会产生热量,

让组成汽车的亿万个微观粒子运动更加剧烈,形成热能。

质能方程可以很容易地变形为M=E/C²,光速C是一个常数。

那么总能量E越大,就代表着质量越大。

所以动起来的车的质量是超过比静止的车的质量的,

但是由于分母光速的平方这个值实在太大了,

即便总能量有所增加,质量的变化也是很难察觉的。

同样的,充满电的手机要比没电的手机稍微重一些,

因为充满电的手机是有电能的。

打开开关的手电筒要比关上开关的手电筒稍微轻一些,

因为打开开关后,手电筒是在向外释放能量的。

质能方程的另一个重要体现便是核反应了。

核反应可以聚变,也可以裂变。

比如说,一个超重元素U235,被一个中子n撞击,

生成了一个氪元素Kr、一个钡元素Ba、同时释放了三个中子n。

这三个中子再跟其它U235撞击,又生成了9个中子,

以此类推便是核裂变链式反应。

因为裂变前的质量比裂变后的质量大,

质量损失,就变成能量释放了出来。

这就是原子弹的制造原理。

再比如,太阳每秒钟都有6亿吨的氢核参与聚变,

融合为5.958亿吨的氦,其中发生了420万吨的质量亏损,

这些质量就转化为了能量,使太阳能够持续不断的发出光和热,

延续了50亿年,还能够这样再燃烧50亿年。

质量方程告诉我们质量和能量之间是可以互相转换的。

同时,有质量的物体高速运动的话,质量会增大。

所以欧洲核子研究组织CERN的大型强子对撞机LHC不仅加速了粒子,

也使粒子的质量增大了。当有质量的物体速度接近光速时,

它的质量就会趋于无限大。

就好像是这个物体作为一个“力点”要试图影响和拉动整个宇宙。

在现实中这显然是不可能实现的情况。

从这种角度来理解的话,质量方程也告诉了我们一个法则,

那就是:任何物体的速度都不会超越光速,光速就是一个束缚态法则。

既然质量和能量之间是可以互相转换的,质量可以转化为能量,

那么理论上,能量也可以转化为质量。

刚才我们说了,光是一种电磁波,电磁波都携带有电磁能。

也就是说,质量方程也在表达一个看似违背了常理的观点:光可以产生物质。

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