能量与动量
静能(E₀ = mc²)
静能是一个物体仅仅因为拥有质量而具备的能量,即使它完全静止不动也是如此。爱因斯坦的关系式 E0 = m c^2 表明,质量与能量是同一枚硬币的两面:极小的质量对应着极其巨大的能量,因为光速的平方 c^2 是一个庞大的数字。一克物质所蕴含的能量,大约相当于燃烧数千吨煤。
这正是核过程中被部分释放出来的能量。当一个重原子核裂开,或轻原子核聚合时,产物加起来比原料略轻一点,而这缺失的质量便依照 E0 = m c^2 以能量的形式重新出现。太阳之所以发光、反应堆之所以运转,靠的正是以这种方式把一小部分质量转化为光和热。
静能还是粒子产生与湮灭的根基。一个电子和它的反粒子可以彻底消失,它们合在一起的静能转化为两个光子;反过来,高能的光也可以物质化为一对正反粒子。在对撞机里,纯粹的动能常常被转化为崭新的有质量粒子——质量真真切切地由运动造出来。
E₀ = m c² (1 g → 9 × 10¹³ J ≈ 21 kilotonnes TNT)
区区一克质量,封存着惊人数量的能量。
燃烧或化学反应等日常过程也释放能量,但其质量变化小到无法察觉;只有核过程与粒子过程才会转化掉相当一部分静能。
又称
另见