ФЭНДОМ


Энергия покоя  E , или массовая энергия покоя частицы — её энергия, когда она находится в состоянии покоя относительно данной инерционной системы отсчёта; может немедленно перейти в потенциальную (пассивную) и в кинетическую (активную) энергию, что определяется математической формулой эквивалентности массы и энергии следующим образом:

 \ E=m_0 c^2 ,

где  m_0 масса покоя частицы и  c скорость света в вакууме.

Эквивалентность массы и энергии выводится из специальной теории относительности (СТО): масса данного тела пропорциональна его кинетической энергии, то есть

 dm =\frac {dE_k} {c^2} ,

откуда следует, что энергия и масса эквивалентны. Поэтому, частица, которая остается в состоянии покоя относительно данной инерционной системы отсчёта, имеет определенное количество энергии, когда она имеет массу покоя. Подобно другим видам энергии, энергия покоя может быть преобразована к другим видам энергии в процессе ядерного деления.

КомментарииПравить

В релятивистской механике используются две формулы связи тела, массой m между его энергией E, скоростью v и импульсом:

(1) \ \frac {E^2}{c^2}=p^2 + m^2c^2
(2) \ \overrightarrow {p}= \frac {E\overrightarrow {v}}{c^2}.

Очевидно, что подстановка \overrightarrow {v}=0 в (2), дает \overrightarrow {p}=0, подставляя последний в (1) получаем выражение для энергии покоя E_0, равная:

(3) \ E_0=mc^2.

Такой результат необычен для ньютоновой механики. В самом деле, полная энергия тела, согласно ньютону, складывается из двух: потенциальной U, связанной с полем, и кинетический W, которая связана с движением тела. Понятно, что при отсутсвия поля (т.е. сил, действующих на тело), полная энергия тела равна кинетической. Теперь, если мы свяжем систему отсчета с телом, т.е. скорость последнего будет равна \overrightarrow {v}=0, то полная энергия будет равна нулю.

Совершенно иной результат получается из СТО. Почему же не удалось обнаружить энергию покоя еще до работ Эйнштейна? Дело в том, что эта энергия никак не проявляет себя в класических уравнениях движения.

Вышеупомянутый результат можно получить, раскладывая выражение для полной энергии

E= \frac{mc^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}}

по степеням \frac{v}{c}:

E \simeq  mc^2+ \frac{mv^2}{2}

Видно, что первый член разложения и есть энергия покоя.

Из уравнения (3), также, следует связь между массой тела и энергией покоя. Можно сказать, что масса — это мера энергии покоя тела m=\frac{E_0}{c^2}, и, очевидно, не зависит от скорости.

См.также Править

Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на ФЭНДОМЕ

Случайная вики