作者biostar (澎湖小云雀)
看板Physics
标题[问题] E=mc^2 只适用於核融合和核分裂？
时间Thu Aug 4 08:19:03 2011
小弟跟某人谈论物理......
某人说核融合和核分裂适用 E=mc^2 ，所以可以称为「核能」。
某人还说 E=mc^2 不是宇宙中各反应都适用的方程式
小弟说 E=mc^2 是宇宙中各反应都适用的方程式，不是专属核融合和核分裂。
就算是一般化学反应也可适用，只是一般化学反应的能量相对来说很低，
牵涉的质量变化微小到绝大多数仪器无法测量而已。
结果某人还笑我物理老师没有教好我呢！
请问各位到底谁对呢？
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Ｎ Ｂ Asus N61Vn-N61JXNP88DD
闪光灯 Nikon Speedlight SB-900 ╗
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镜 头 AF-S VR Micro-Nikkor 105mm f/2.8G IF-ED 摄影机 JVC GZ-HD7U ║
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ED 相 机 Nikon D200 ║
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镜 头 AF VR Zoom-Nikkor 80-400mm f/4.5-5.6D
ED GPS模组 Nikon GP-1 ╝
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◆ From: 1.172.4.235
1F：推 mtdas:你朋友对 08/04 08:24
2F：→ xgcj:其实c=1 好啦!你是对的 08/04 08:38
3F：→ bitlife:楼上是指真空中随时有正反粒子产生及湮灭吗? 08/04 08:40
4F：→ xgcj:单位看你怎用 这样用最"自然"但是平时用不到 08/04 08:41
5F：→ xgcj:一般来说会用在高能量的范围 但是对任何地方都适用 08/04 08:42
6F：→ Frobenius:因为化学反应还要考虑到复杂的位能，也许位能是时变的XD 08/04 09:25
7F：推 CJO1I6:你对呀，只是变化太小平常都会忽略 08/04 10:08
8F：→ chungweitw:E = mc^2 本身 和 反应无关吧. 08/04 10:12
9F：推 nightkid:有核反应才会需要E=mc^2 08/04 10:24
10F：推 h888512:你平常会用薛丁格方程式解巨观的力学吗 08/04 10:24
11F：→ h888512:如果一个方程式只能用在特殊情形 那这爱因斯坦应该没那麽 08/04 10:25
12F：→ h888512:伟大吧 08/04 10:25
13F：推 Frobenius:动能=mc^2-m0c^2，还要加位能才是守恒，化学反应的位能 08/04 10:31
14F：→ Frobenius:太过复杂，幸好其变化量太小，以致可以忽略。一般来说 08/04 10:33
15F：→ Frobenius:核反应的mc^2-m0c^2变化量大，主要能量是由这里提供 08/04 10:35
16F：→ Frobenius:应该说化学反应的动能其变化量太小，以致可以忽略。 08/04 10:36
17F：→ Frobenius:化学反应主要是靠位能提供能量变化。 08/04 10:38
18F：→ mobisrat:两个氢原子结合变成一个氢气分子并放热 这化学反应质量没 08/04 10:39
19F：→ mobisrat:减少吧 前後都是共两个质子加两个电子 难道说质子或电子 08/04 10:39
20F：→ mobisrat:质量会变? 08/04 10:39
21F：推 xgcj:会变 还有束缚能也会对质量有贡献 08/04 10:39
22F：→ chungweitw: 真要算的话, 减少了. 08/04 10:40
23F：→ Frobenius:你朋友对，你在化学反应那里少考虑了位能。 08/04 10:40
24F：推 CERN:会减少 08/04 10:42
25F：→ CERN:不过他朋友说那只适用在核裂变和核融合也不对 08/04 10:43
26F：→ chungweitw:我的看法是 E= mc^2 就是描述一个东西的质能的式子. 08/04 10:44
27F：→ chungweitw:和 反应 无关. 08/04 10:45
28F：→ chungweitw:就像我们也不会问 E = mv^2/2 适不适用在反应过程. 08/04 10:45
29F：推 leptoneta:你是对的 08/04 10:45
30F：→ mobisrat:所以是质子还是电子质量减少? 质子或电子有各种不同质量? 08/04 10:46
31F：推 Frobenius:Etotal=mc^2-m0c^2+V(r),两个氢原子结合变成一个氢气分 08/04 10:46
32F：→ chungweitw:binding energy 有质量<0 的贡献 08/04 10:47
33F：→ Frobenius:子，位能V(r)会改变，难道动能=mc^2-m0c^2不会改变？ 08/04 10:48
34F：推 Frobenius:质子的运动中的能量+电子的运动中的能量+位能＝总能 08/04 10:53
35F：→ mobisrat:原po的问题是一般化学反应放出的能量来自於减少的质量吧? 08/04 10:56
36F：→ mobisrat:但在H+H->H2+heat反应中 我还是不知减少的质量来自哪里? 08/04 10:56
37F：→ CERN:...binding energy啊= = 08/04 10:57
38F：推 Frobenius:我上面就有说一般化学反应的能量来自於位能的变化 08/04 10:57
39F：→ Frobenius:运动中的质量与静止的质量之间的变化微乎极微可忽略 08/04 10:58
40F：→ Frobenius:并没说一定是0 08/04 10:59
41F：→ mobisrat:嗯..所以其实并不是质量变化啊~而是动能和位能的变化罗? 08/04 11:05
42F：→ chungweitw:是质量变化..你去量, 就是量H2 质量. 08/04 11:07
43F：→ chungweitw:binding energy 就反应在质量的变化 08/04 11:07
44F：推 Frobenius:静止的质量没变，因为位能的影响，运动中的质量有变化 08/04 11:08
45F：→ mobisrat:那不考虑仪器 去量H2结论还是会变轻吧..若在绝对零度呢XD 08/04 11:13
46F：推 zealeliot:原则上你是对的 但是用在化学反应实际上没屁用 08/04 11:15
47F：推 Frobenius:位能是常数的情形:动能13.6055eV，位能-27.2106eV，总力 08/04 11:18
48F：→ Frobenius:学能-13.6051eV位能不是常数的话，运动中的质量有变化， 08/04 11:18
49F：→ Frobenius:但小到几乎可省略。核融合和核分裂也有静电力产生的位能 08/04 11:19
50F：→ Frobenius:，但运动中的质量变化几乎可以盖掉静电力产生的位能，至 08/04 11:19
51F：→ Frobenius:於其他作用力所产生的位能，我就不清楚了但原理应该是差 08/04 11:19
52F：→ Frobenius:不多了。 08/04 11:19
53F：推 Frobenius:总能=总力学能+静止质量(0.511MeV)=0.510986MeV 08/04 11:23
54F：→ Frobenius:总能与静止质量比较明显减少 08/04 11:23
55F：推 Frobenius:binding energy = -13.6051eV 08/04 11:26
56F：推 mobisrat:感谢..那结果是原po还是原po朋友比较对?XD 原式不完整欸 08/04 11:30
57F：推 CERN:我是觉得原PO比较对 08/04 11:32
58F：推 Frobenius:原PO朋友只说适用并非说等於，原po说对一半却忽略位能 08/04 11:33
59F：→ Frobenius:相对之下原PO朋友较对(讲话比较小心XD) 08/04 11:35
60F：→ chungweitw:没有位能啊..位能都反应到质量了 08/04 11:35
61F：推 CERN:不知道耶 看原意只适用不就是等於了? 不然不会有核能那段 08/04 11:35
62F：推 Frobenius:适用是说可以用，但并非完全等於，因为核能几乎可以忽 08/04 11:37
63F：→ Frobenius:略静电力产生的位能 08/04 11:37
64F：推 Frobenius:应该改成 E=mc^2 是宇宙中各反应都必须考虑到的方程式 08/04 11:46
65F：→ Frobenius:E=mc^2在化学反应中并不怎麽好用，所以不适用 08/04 11:47
66F：推 Frobenius:真要精密计算的话，可能要解多体、时变位能之下的相对论 08/04 11:51
67F：→ Frobenius:量子力学的 Dirac 电子方程式 囧 08/04 11:52
68F：→ Frobenius:E=mc^2 适用於核融合和核分裂，不是「只」 08/04 11:59
70F：推 yeahhuman:原po比较对吧...我第一次听到e=mc2只适用核反应 08/04 12:10
71F：→ yeahhuman:如果理解没错的话 化学反应中的束缚能等等都会提供质量 08/04 12:11
72F：推 Frobenius:E=mc^2 不只适用於核融合和核分裂 08/04 12:11
73F：→ yeahhuman:高速粒子也会用到这式子 为什麽说只用在核反应= = 08/04 12:11
74F：→ Frobenius:原PO的朋友没有加「只」 08/04 12:12
75F：→ Frobenius:是标题加「只」了，加「只」是错误的 08/04 12:13
76F：推 yeahhuman:但原po朋友之後加的那句 不是任何情况都适用 08/04 12:13
77F：→ yeahhuman:就是错的啊...明明是任何情况都适用 只是好不好用 08/04 12:14
78F：→ Frobenius:mc^2 在化学反应就不太适合用 这没错啊 除非真得用到 08/04 12:15
79F：→ yeahhuman:不要跟我说 "适用" 就包括好不好用= = 08/04 12:15
80F：→ Frobenius:适不适用不就等於好不好用吧? ^^ 08/04 12:16
81F：推 Frobenius:问化学系E=mc^2适不适用好了XD 08/04 12:21
82F：推 yeahhuman:我觉得这样很怪 我想不到中文怎麽说"这公式在任何况都是 08/04 12:23
83F：→ yeahhuman:对的 只是好不好用" 在我印象所及用到的都是适用这词啊 08/04 12:24
84F：推 Frobenius:其实我觉得中文很模棱两可 我上面就有说 08/04 12:25
85F：→ Frobenius:E=mc^2 是宇宙中各反应都必须考虑到的方程式 08/04 12:25
86F：推 yeahhuman:我觉得你这样也掉入陷阱= = 照你的逻辑 你也不该说 08/04 12:26
87F：→ yeahhuman:"各反应都必须考虑到" 08/04 12:27
88F：→ yeahhuman:我觉得原po说的完全没有错 只是实务上选择要不要考虑 08/04 12:27
89F：推 Frobenius:那麽位能是否也可表成E=mc^2? 祂是负的耶 08/04 12:28
90F：→ yeahhuman:原po的用词 也不致使他是错的 用词也算是恰当的 08/04 12:28
91F：→ Frobenius:我是就原PO所表达的文字去讨论，我知道原PO的原意就是你 08/04 12:29
92F：→ Frobenius:想表达的意思，但我只针对他文字上 08/04 12:30
93F：推 IMBA5566:当然是你对 08/05 01:08
94F：推 Frobenius:不要只说谁对谁错，请表达您的观点，到底是对在哪？ 08/05 09:33
95F：推 Frobenius:若说把位能表示成E=mc^2，亦即祂是提供负的质量， 08/05 09:51
96F：→ Frobenius:叫做「位能都反应到质量了」，这样原PO就没错 08/05 09:52
97F：推 Frobenius:位能表示成E=mc^2只是能量单位的换算，要说位能都反应 08/05 09:55
98F：→ Frobenius:到质量了，如此等效於负的质量到底可不可以 08/05 09:57
99F：推 yeahhuman:位能是相对的 要怎麽转换成质量本身就很吊诡 08/05 10:15
100F：→ yeahhuman:而且在我的认知道 位能无法转换成等效质量 08/05 10:16
101F：→ chungweitw:可以啊..质子中子等等绑在一起形成一个原子核的质量 08/05 10:16
102F：→ chungweitw:也会少於个别的质量和啊..意思是一样. 08/05 10:17
103F：→ yeahhuman:欸 应该要分成各种位能来讨论才对 各别情形都不太一样 08/05 10:17
104F：→ yeahhuman:F大如果是化学键的位能吗? 08/05 10:18
105F：→ chungweitw:H + H -> H2 显然是化学键... 08/05 10:18
106F：推 yeahhuman:先不管实际上是如何 提供负的质量哪里不对吗? 08/05 10:20
107F：→ yeahhuman:对於核反应是放热 本来就会提供负质量 也就是失去质量 08/05 10:21
108F：→ yeahhuman:化学反应如果也照这套路子 似乎就理论上也没不对 08/05 10:22
109F：推 Frobenius:那是两个正的运动质量之间的差值 08/05 10:23
110F：推 robrob:你是对的~我看法跟chung一样 08/06 01:18
111F：推 mozart39:那我的看法跟 robrob 一样 08/06 01:57
112F：推 laertes:我的看法跟mozart39一样... 08/07 13:35
113F：推 ntnus41009:你们的意思是电子跃迁时电子或原子核的质量会改变? 08/07 22:08
114F：推 Frobenius:会变是因为运动中的质量改变，并非静止质量改变 08/07 22:20
115F：→ amozartea:依高能物理的质量观点, 化合物的质量本来就不等於分别合 08/09 01:15
116F：推 amozartea:原po是对的 08/09 01:31
117F：→ amozartea:化学键也可以用质量差的观点来看 只是用自由能来看方便 08/09 01:31
118F：→ amozartea:放热等於速度变小等於失去动能 E=rmc^2, "r"变小了阿.. 08/09 01:33
119F：推 Frobenius:γ再小也不会小於静止质量时的1 08/15 20:49
120F：推 eeennn:支持原po正确1票 08/17 20:59