Ist es richtig, E=mc2E=mc2E=mc^2 mit potentieller Energie zu interpretieren?

Ich frage mich, ob es die richtige Interpretation ist, um zu interpretieren E = M C 2 mit potentieller Energie. Was ich meine, ist Folgendes: Als ich die Kernfusion untersuchte, fehlte Masse. Die Kernfusion des Wasserstoffs geschieht, wenn vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmelzen.

Der Wasserstoff besteht aus einem Proton und das Helium aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Neutron ist etwas schwerer als das Proton. Aber da ist etwas Seltsames. Wo ist die fehlende Masse? Folglich sollte das Helium schwerer sein als die Summe von vier Protonen, ist es aber nicht.

Also habe ich diese Situation als Konsum interpretiert E = M C 2 . Die potentielle Energie hat negative Energie, so wie die Perspektive M = E / C 2 , ist es möglich, negative Masse zu haben.

Aber ich bin mir dieser Deutung nicht sicher. Wie kann ich die fehlende Masse erklären?

Plus: Ist es möglich, Bindungsenergie als Verbrauch zu interpretieren? E = M C 2 ?

Ps. Ich bin ein koreanischer Student, also bin ich es nicht gewohnt, auf Englisch zu schreiben. Bitte geben Sie mir einen Kommentar, wenn Sie es schwer zu verstehen finden.

Antworten (2)

Erstens

Die potentielle Energie hat negative Energie, also ist es aus der Perspektive von m=E/c2 möglich, negative Masse zu haben

Die potentielle Energie hat nur als Differenz zwischen zwei Zuständen Bedeutung, nicht als Absolutwert. Die negative Masse wäre also nicht wirklich eine Masse, sondern eine Differenz zwischen Massen der beiden Zustände. In diesem Fall könnten wir sagen, dass vier Protonen mehr Masse haben als ein Helliumkern, weil sie mehr Energie enthalten. Oder anders ausgedrückt, wenn ich Heliumkerne in ihre Bestandteile zerlegen möchte, muss ich etwas Energie hineinstecken, die sich als Massenzunahme manifestiert.

Zweite:

Die alte spezielle Relativitätstheorie definierte mehrere Arten von Massen, um mit Problemen wie dem, das Sie haben, fertig zu werden. Aber wegen viel Verwirrung gaben die Physiker diese auf und blieben bei nur einer Art von Masse – der Ruhemasse. Für die Ruhemasse gilt nicht mehr, dass die Summe der konstituierenden Massen gleich der Masse des Verbundsystems ist. Die Masse des zusammengesetzten Systems ist durch die 4-Impulsnorm gegeben. Im 2-Teilchen-System ist dies:

M 2 C 2 = P 2 = η μ v ( P 1 μ + P 2 μ ) ( P 1 v + P 2 v ) = M 1 2 C 2 M 2 2 C 2 + 2 P 1 P 2 .
Der letzte Term hängt von der inneren Energie des Systems ab.

Ich denke, es ist viel einfacher, einfach zu akzeptieren, dass Masse keine umfangreiche Menge ist, als zu versuchen, die Interpretation von zu pushen E = M C 2 . Die Masse soll ein Maß für den "Beschleunigungswiderstand" des Objekts sein und es wäre schön, wenn sie Eigenschaft des Objekts selbst wäre. Dann könnten wir dies als geometrische Größe verwenden und damit in abstrakter Sprache arbeiten, wo keine Verwirrung beim Wechseln der Rahmen entstehen kann. Dies gilt für die Ruhemasse, nicht aber für die anderen durch die Formel definierten Massen E = M C 2 .

„Die potentielle Energie hat nur als Differenz zwischen zwei Zuständen Bedeutung, nicht als Absolutwert. Die negative Masse wäre also nicht wirklich eine Masse, sondern eine Differenz zwischen Massen der beiden Zustände.' -> Wenn ich die Differenz der potentiellen Energie mit E/c^2=m berechne, bekomme ich das Ergebnis; der Massenunterschied zwischen 4 Wasserstoffatomen und Helium.?

@Umaxo ist absolut richtig, aber ich denke, Ihr Problem kommt daher, dass Sie davon ausgehen, dass vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmelzen. Aber was tatsächlich in Sternen wie der Sonne passiert, ist:

Ein Deuteriumkern (der Wasserstoff mit einem Neutron ist) und ein Wasserstoffkern (nur ein Proton) verschmelzen zu Helium-3 (das Helium mit nur 1 Neutron ist). Dann verschmelzen zwei solche Helium-3 zu Helium-4 (Helium mit 2 Protonen und 2 Neutronen). Um es prägnanter zu formulieren:

( 1 2 D ) + ( 1 1 H ) ( 2 3 H e )
( 2 3 H e ) + ( 2 3 H e ) ( 2 4 H e ) + P + + P +

Deshalb gibt es in unserer Sonne keine Massenzunahme. Solche Prozesse nennt man Proton-Proton-Kettenreaktionen .

Natürlich gibt es im Heliumkern eine gewisse Bindungsenergie. Wenn Sie die erwartete Masse eines Heliumkerns und den experimentellen Wert desselben vergleichen, stellen Sie fest, dass der experimentelle Wert niedriger ist als der erwartete. Dieser Massenunterschied Δ M , wird als Massendefekt bezeichnet und ist genau gleich:

Δ M = E B C 2
Wo E B ist die Bindungsenergie. Das ist also, wo die E = M C 2 tatsächlich auftaucht.

Woher kommt also Bindungsenergie? Kommt es von elektrischer Kraft? Schwere? starke Kraft? Wo ist der Ursprung der Bindungskraft?
@ 정우남 Entschuldigung für die Verzögerung ... habe gerade den Kommentar gesehen ... die Bindungsenergie hängt mit der Kernkraft zusammen . Der Unterschied zwischen nuklearer und starker Kraft wird hier verdeutlicht .
Vielen Dank :)