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导语:大家都听说过著名的质能方程 , 这个方程给质量和能量之间建立了数量上的联系 , 对于科学界有非常大的进步意义 。
让人类对自然再一次有了进一步的了解 , 甚至能够帮助我们摸清宇宙万物诞生的原因 , 对于人类将来的发展也具有一把金钥匙一样的意义 。
质能方程最重要的内容就是质量和能量能够在一定条件下转化 。 这里面其实不像你看上去的那样简单 , 还有很多的奥秘 。 而到底有什么证据说明了这个方程的正确性呢?
其实关于这个话题 , 有无数科学家进行了经过了长达几十年的讨论 , 如今已经发展成为物理学上的一个专门领域 。
爱因斯坦质能方程的由来可以说是非常复杂的 , 最后却简化成了三个物理量之间 , 非常纯粹的关系 。
从这个表达形式中 , 我们就完全可以了解 , 质量如果真的全部变成能量 , 其实转化产物量非常高 。
如果我们选择一千克的物体作为讨论的话 , 完全转化释放出的能量会有多少呢?根据目前掌握的数据来看 , 这个数字和太阳每秒钟能被地球所捕获的能量 。
在数值上相等 。 相信你看完这个结果 , 应该十分的震惊 。 有的人也可能想 , 这岂不是能源方面的大突破吗?
上面我们好像单单只是做了理论推导 。 自从爱因斯坦发现这个关系之后 , 科学家们通过接近一百年的探索 , 经历了非常多的实例验证 。
如今更是多次证明了这个理论 。 但很多人都容易忽略质量转化成能量其实是需要非常严格的条件 。
太阳核心的核聚变就需要高温来维持 , 因此说氢核聚变的时候 , 会有质量转变为能量的情况发生 , 这些能量会变成电磁辐射然后耗散到附近的太空环境中 。
回忆一下之前我们用的能源 , 像是煤油这些化石燃料 , 涉及的不是质能转化 , 是化学成分上的变化 , 能量利用率其实很低 。
大家都知道燃烧一公斤煤得到的能量大概有两百万焦耳左右 , 这和质能方程的转化率根本没法比较 。
如今人类已经发现质能方程 , 能量利用能量最高的方法也就是核裂变以及聚变等 。
目前我们用核裂变技术加以控制后制成原子弹 , 以及进行核发电等新兴用途 。 你肯定想像不到 , 核裂变发电转化率非常高 , 如果拿一公斤核燃料来说的话 , 可以产生巨大的能量一一大概两千万千瓦时的电能 。
而核聚变如今依旧具有强烈的不可控性 , 只能用氢弹爆炸的方式来转化 , 而且转化率还非常低 , 比核裂变多很多的劣势 。 目前核聚变依然是很多科学家的研究课题 。
质能转换的本质其实是需要反物质的参与 。
也就是说 , 从这个方面来看 , 哪怕有一天科学家真的可以控制核聚变 , 人类依旧需要通过用反物质的方式来实现利用 。 反物质在实验中起到非常重要的关键作用 。
反物质其实跟大家想像的不太一样 , 其实它们都是普遍存在的 , 并且在科学界如今也是炙手可热的话题 。
比如说我们身体以及大家爱的水果一一香蕉里面都存在钾的某种同位素 , 该同位素是天然的 。 因此说自然界带负电的物质非常丰富 , 而与之相反的正电子就应该被划分为反物质的范畴 。
结束语:
【爱因斯坦|根据爱因斯坦质能转换公式,质能转换真的等价吗?一起来看一下】其实这种物质在生活中非常常见 , 而对于聚变的研究依旧在继续 , 有望在十年内完成利用 。
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