Der Faktor c2c2c^2 ist nur ein Umrechnungsfaktor von Masse in Energie?

Ich nehme an, Ihre erste Frage bezieht sich auf die Bedeutung von$c$selbst im Gegensatz zu$c^2$. In der Relativitätstheorie sind Raum und Zeit in einem geometrischen Rahmen namens vereint$spacetime$. In Abwesenheit von Schwerkraft wird die „Entfernung“ zwischen Ereignissen in der Raumzeit durch die Raumzeitmetrik angegeben$\Delta s$,

Wo$\Delta t$ist die Zeit zwischen den beiden Ereignissen und$\Delta r$ist der Abstand zwischen ihnen.

Obwohl sie im selben Rahmen vereint sind, sind Raum und Zeit nicht dasselbe, und wenn sie mit unterschiedlichen Einheiten gemessen werden, ist ein universeller konstanter Umrechnungsfaktor erforderlich, um zwischen ihnen umzurechnen.$c$ist dieser Faktor.

Lassen Sie uns Ihre zweite Frage umformulieren: Hat Ruhemasse etwas mit Ruheenergie zu tun ? Ja. Die Ruheenergie eines Objekts ist seine Energie, die in einem Bezugssystem gemessen wird, in dem es ruht (oder sein Massenschwerpunkt ruht). Einstein nannte es den Energieinhalt . Es ist eine innere Energie, die die kinetischen und potentiellen Energien (und Massen!) aller Bestandteile des Objekts umfasst, die über verschiedene Felder auf atomarer und subatomarer Ebene interagieren. Wenn Sie eine Menge entfernen$\Delta E$dieser inneren Energie wird die Masse des Objekts um einen Betrag abnehmen$\Delta m = \frac{\Delta E}{c^2}$.

Vielleicht ist die mathematisch vernünftigste Art, dieses Zeug zu definieren, es so zu machen:

1. Definiere die Eigenzeit eines infinitesimalen Raumzeitintervalls

2. Definieren Sie die vier Geschwindigkeiten eines zu seinden Teilchens

3. Definieren Sie die vier Impulse des zu seinden Teilchens

So wie ich es getan habe (und wie die meisten Leute es jetzt tun), ist die Masse nur der Skalar, mit dem wir die vier Geschwindigkeiten multiplizieren, um den vier Impuls zu erhalten. Manchmal wird sie die „invariante Masse“ genannt, weil jeder, der die Länge der vier Impulse in einem beliebigen Bezugssystem misst, dieselbe Masse erhält.

"Richtige Masse" ist ein Begriff, der aus der Mode kommt. Früher dachte man das

Also wollten sie die Definition von Masse ändern, damit diese Gleichung weiterhin funktioniert. Teilchen können nicht schneller reisen als$c$, aber sie können immer noch unendlich viel Schwung bekommen.

Die Auflösung war zu sagen, dass die Masse die richtige Masse multipliziert mit dem Gammafaktor ist.

Heutzutage haben die Menschen jedoch kein Problem mit dem Schreiben

für die$\alpha=1,2,3$Teil der vier Impulse. Hier$m$ist die invariante Masse.

Die Länge der vier Impulse ist

oder

So machen es heute die meisten Menschen pädagogisch.

Eine bemerkenswerte Errungenschaft der SR (speziellen Relativitätstheorie) ist die Äquivalenz zwischen Energie und Masse, wie sie im Ruhesystem eines massiven Teilchens ausgedrückt wird (drei Impulse Null).$E = m c^2$, Wo$m$ist die Ruhemasse des Teilchens.

Wie für die$c^2$Faktor, es liegt nur an den Maßeinheiten. In natürlichen Einheiten$c = 1$, Sie lesen einfach$E = m$. Dies besagt eindeutig, dass die Ruheenergie eines massiven Teilchens seine Ruhemasse ist.