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质能方程E=mc^2中，光速c的平方有什么物理意义？

光速,质量,能量质能方程E=mc^2中，光速c的平方有什么物理意义？

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

质能方程E=mc^2中，光速c的平方有什么物理意义？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

质能方程是划时代的，其在定量上将原本是相互独立的两个不同概念有机地联系了起来，使我们人类的认识获得了巨大的进步，形成了一个有机的世界观。

在质能公式中有三个物理参量，它们是能量、质量和光速。为什么光速可以将能量与质量相联系呢？

对于质能公式，我们不必纠缠于具体的细节，如光速的平方以及光速在公式中的具体位置。这是由物理量纲的一致原则所规定的，是物理公式能够成立的必要条件。问题的关键，在于能量与质量之比的系数是等于光速的。

因此，若要回答上述问题，首先需要我们明确能量、质量和光速的物理概念。它们都是描述自然中各种物理现象的物理参变量。

为了避免能量的紫外灾变，所以能量并非是连续的，所以能量是关于粒子运动能力的度量。

能量的不连续性，意味着在我们的宇宙中，存在着不可再分的最小粒子，即存在着量子。我们的宇宙是一个由无数个离散的量子构成的相对独立的封闭体系。

此外，根据卢瑟福实验，原子也并非实体，其体积仅只是由电子的高速运动所形成的封闭体系。因此，质量是被封闭的粒子关于其空间效应的度量。

于是，能量与质量（物质）的关系，就好比是单身与家庭的关系。结婚使两个单身的个人组成了家庭，而离婚则是家庭的解体，使个人又重新恢复了其单身的生活。

于是，离散的量子构成了宇宙的物理背景，成为量子空间，属于能量的范畴；而由数个高能量子组成的封闭体系，构成了宇宙中的物理对象，成为各种基本粒子、原子和分子，属于物质的范畴。

于是，能量与质量都是描述粒子运动所产生影响大小的物理参量。它们的区别仅在于粒子存在形式的不同。前者是自由的，后者则是封闭的。

至于光速，是受到激发的量子（光子）维持其相对于空间势能的速度。该速度的大小，主要取决于量子空间的密度，两者成反比的关系。所以，光速是描述空间密度的物理参量，而空间密度的大小决定了被封闭粒子空间效应的多少。

如果我们的宇宙是膨胀的，那么宇宙的量子空间密度就会有一个由大变小的过程。于是，光速以及作为空间效应的质量都会发生相应的变化。前者逐渐地增大，而后者却渐渐地变小。

所以，当高能的量子被封闭起来时，由能量转化为了质量，表现为量子由原来的光速运动转变为自由运动的消失；反之，当被封闭的量子重新获得自由的光速运动时，意味着封闭体系的解体，使质量转化为了能量。

综上所述，能量之所以能够与质量相互联系和互为转化，是因为量子存在状态的转变。而量子存在状态的重要标志，就是该量子是否具有自由运动的光速。这就是为什么，质能转换的比例是光速的原因。

回答于 2019-09-11 08:43:50

磁场里高速流动的物质转化成金属态氢离子，金属态氢离子的磁力矩切割磁力线释放电磁波。

光速是金属态氢离子磁力矩的震荡。

等离子体聚合反应释放的能量只有C²才会与经典力学接轨。

回答于 2019-09-11 08:43:50

​​光子是不同的微质、微电、微体的不同高速微观粒子

光是由各种光子组成，能见颜色也有几种，光子是微小质量、微弱带电、微小体积的高速微观粒子。各种光子具有不同形状、不同带电、不同体积、不同质量、不同速度，光子的速度很难精确测量，各种光子很难区分。光子具有波动性和粒子性，具有电磁波和粒子双重特征。一粒光子在真空中传播，在离强大质量、强大电量物体有一定距离的条件下，在未碰撞的情况下，在同一参照物下，一粒光子的各种度量保持不变，即一粒光子的质量、电量、相对速度、动能、动量、温度、电磁场的波长和波幅等度量保持不变。由于质量、电量、体积太小，即光子属于“三微粒子”，穿越一般厚度薄、密度小、有空隙的物质轻而易举，如大气层，完全可以视同真空，和真空并无任何区别。光子在媒质中的运动传播，有的是穿越、穿过，有的是反射、反弾、被吸收，穿行和反射可能交替存在。按照质能方程，核反应核爆炸所释放的质子、中子、夸克、胶子、量子等微观粒子的速度，就是大约30万公里/秒的“根号2”倍，由此可见，超过光速的微观粒子是完全存在的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

质能方程E=mc平方是狭义相对论的一个推论，它的数学形式是推导出来的，告诉我们物体的总能量与其质量成正比，至于为什么系数是光速，而且还是光速的平方，归根结底还是狭义相对论的两条基本原理，除此之外并无它意。

下图为质能方程的一种推导办法（利用质速关系、动能定义等）

其实质能方程之所以带有光速这个常量，本就是无可厚非的事，因为狭义相对论的突破就在于光速不变。两条基本原理：狭义相对性原理和光速不变原理

其中第一条相对性原理是伽利略力学相对性原理的升级版，将力学定律换做了一切物理定律（由此可见，狭义相对性原理是一条管定律的定律）；

而第二条光速不变原理才是核心，我们将其换种说法：理解为光速不叠加，比如说某个观察者面前飞过去一架飞船，飞船前面开着灯，试问灯光的光速几何？在狭义相对论之前，人们普遍认为灯光的光速=飞船静止时的灯光光速+飞船飞行速度；然而光速不变原理告诉我们，光速在任何惯性系下都是定值

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