了解相对论中能量的完整公式



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E = mc²可能是世界上最著名的方程,但你可能不知道这并不是全部。它只描述有质量但不运动的物体。完整的方程是E平方等于mc平方加上p乘以c平方,其中p表示物体的动量。

这看起来可能有点让人困惑,但实际上,你可以把它画成一个直角三角形,两边是E mc²p * c,用勾股定理,a²+ b²= c²,就能得到方程。同样,从这里可以清楚地看到,对于一个不运动的物体,因此没有任何动量,因此p = 0,我们就得到了我们的老朋友E = mc ^ 2。

另一方面,如果所讨论的粒子像光一样是无质量的,那么质量为0,我们得到E等于p乘以c。这告诉我们,一个无质量的粒子,如光子,其能量与其动量相同,直到光速的一个因素。事实上,某物的能量越接近p乘以c,它就越像光。我是说,看这里。这一小块低音几乎没有质量。

不管怎样,举个例子,一个物体的速度等于光速乘以物体的动量与能量之比,或者pc / e。如果动量增加,p乘以c越来越接近能量,所以它们的比越来越接近1,速度也越来越接近光速。但是因为有这么小的质量,三角形的动量面总是比能量面小一点。

不管你多么努力地增加动量,它永远不会达到p乘以c等于你的能量的程度,因此,你的速度永远不会达到光速,这都是因为直角三角形的斜边比它的腿长。