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第125章 解释三 质能方程横空出世震惊（第1页）

第125章解释三：质能方程，横空出世！震惊众人！

证明完动量守恒定律在相对论中依然成立后，李奇维没有停下，他继续说道：“同理，能量也是如此。”

“普朗克教授所谓的能量指的就是动能，物体运动后所具有的能量。”

“按照牛顿力学的定义，动能的表达方式为e=12mv】。”

“一个质量为m的小滑块静止在地面，则它的动能为o。”

“当我们用恒力去推动滑块，滑块移动了距离s，然后均匀加到度v。”

“如果我们计算力在距离s上做的功，会现它正好等于滑块的动能12mv。”

“这也是动能定理的内容，即外力对物体做的功，等于物体的动能改变量。”

“如果想要经过1q变换后，依然满足守恒，则动能需要经过以下改变。”

“先，我们用力乘以位移】来计算外力的功，即e=s】。”

“虽然力可以用=ma】表示，但是刚刚我已经推导了相对论中的新动量定义。”

“所以，我用动量的变化率△p△t】表示。”

“这样可以节省大量的运算，而且符合逻辑。”

“前面我们假设力是不变的，滑块在做均匀加运动，但这只是一种特例。”

“为了保证普适性，我们假设和s在变化，则这里还需要用到微积分。”

“如图所示，我要开始计算了。”

“咔咔咔、咔咔咔”

“经过计算后，我就得到了在相对论中，新动能的定义方式。”

在众人起初不在意，然后渐渐皱眉，最后瞪大双眼的震惊下。

李奇维最后推导出来的公式为：e=γmcmc】。

他继续解释道：“这就是坚持相对论的基本原理，认为物理定律应该满足1q变换后，得出的新动能定义。”

“这个公式中，γ称为相对论因子，与物体的度v有关，γ=1√1vc。”

“我知道，大家可能不太习惯这种动能的表示方法。”

“但是，牛顿力学就是相对论的近似，不信你们看。”

“我只要将γ进行泰勒展开，一阶。二阶”

“成了，这时候就变成了我们熟悉的牛顿力学定义的动能形式：e=12mv。”

“这证明了，牛顿力学动能只是相对论动能的二阶近似。”

“m依然是我们知道的质量，是一个不随度和参考系变化而变化的物理量。”

“而e就是物体因为运动，而具有的动能。”

“仔细看这个公式，如果当物体的度v等于o时，那么γ就等于1。”

“动能就变成e=mcmc=o。即静止物体的动能为o，这很符合我们的认知。”

“但是，当物体度逐渐增大时，相对论因子γ就开始大于1。”

“γmc与mc的差值越来越大，结果就是物体的动能不断增大。”

“mc可以理解为质量为m的物体在静止时具有的能量，我把它简称为静能】。”

“而e是物体的动能，动能加静能自然就是物体的总能量。”

“即：e+mc=γmc】，γmc就是物体因为运动，而具有的总能量。”

“当然，如果我们把方程换个形式，也可以理解为物体的质量会随着度增大而增大。”

“但我认为这种理解，会丢失某些重要的物理信息。”

“所以，经过以上的推导后，我们可以得到一个简约的公式。”

“一个静止的物体依然具有能量，统称为静能。”

“且物体的静能与质量有对应关系，即e=mc】，c为光。”