质能公式
我们都知道,爱因斯坦的质能公式E=mc2的推导过程所用的数学手段是如此的复杂,
以致我们一般人根本看不懂!但是,我们都有这样的经历,做一道数学题,往往有很多种方法,并且有一些还是十分简单,通常是事半功倍.同样道理,我们可不可以走捷径,弄出个E=mc2来呢?
事实上是有那么一种“不正统”的方法.咱们不妨来看一下：
想象一下,一个小球掉到镜面会对镜面施加一个压力,同样道理,一个光子打到镜面上会不会也有一个压力呢?在19世纪末,物理光学就清楚应该是有的,并把这种压力叫做光压.但是,光压的强度是如此的小,它根本不会把镜子推倒,所以,我们在日常生活中也就很难感觉到它的存在了.然而,太阳发出的光是那么的强,我们可以看到,它足以推动彗星的气体,使彗星在靠近太阳时产生一条长长的、耀眼的彗尾.
1899年,俄国物理学家列别捷夫就通过实验证明了光压的存在,并且还发现了一个这样的关系式,如果我们用P表示光压,E作为光的能量,老规矩,c是光速,那么可以得到
P=2E/c
好.现在假设单位时间t内的光子“撞”到镜面上,并且反弹了回来,这个过程中产生的光压为P.我们取光子“撞”向镜面的方向为正方向.根据我们学过的哪那个动量定理（力乘以时间等于动量的变化那个）,对光子来说,于是有
-Pt= -mc – mc= -2mc
去掉那个负号,^-^
Pt=2mc
我们上面说了t是单位时间,也就是t=1,所以
P=2mc
别忘了列别捷夫的光压公式,恩恩
2E/c=P=2mc
约去2,两边乘以c
E=mc2
看到了没有,这种“不正统”的方法看来还有点管用!
顺便说一下,上面用的m指的是光子的质量.光子有质量?是的,我们说的是光子的引力质量,光有引力质量,而没有惯性质量,这是相对论中的知识.正因为光没有惯性质量,所以才能以光速运动,在广义相对论中,光子具有引力质量.
好了,看来“不正统”的东西有时比“正统”的更容易明白.
