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质能相当性的初浅推导

时间:2023-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:关于质能相当性定律的下面这个推导,以前未曾发表过,它有两个优点。设物体B相对于〔坐标〕系K0来说在空间中是自由地静止的。因为对称的缘故,物体B对于K0仍然是静止的。每一组辐射有能量,因此,由麦克斯韦理论的一个著名结论,它具有动量。严格地说来,这是相对于K0的S的动量。体系在吸收后的动量因而是我们现在假定动量守恒定律成立,并且把它用到z方向上去。这就得出了方程或者这个方程就表示质能相当定律。
质能相当性的初浅推导_爱因斯坦文集

关于质能相当性定律的下面这个推导,以前未曾发表过,它有两个优点。尽管它用到了狭义相对论的原理,但不必预先要求这个理论的形式结构,而只用到三条事先已知的定律:

(1)动量守恒定律。

(2)辐射压的表示式;那就是在一固定方向运动着的一组辐射的动量。

(3)关于光行差(地球的运动对于恒星表观位置的影响——布雷德利(Bradley))的著名表示式。

我们现在考查如下这样一个体系。设物体B相对于〔坐标〕系K0来说在空间中是自由地静止的。两组各有能量的辐射SS′分别沿着正的和负的x0方向在运动着,最后都被B吸收了。由于这种吸收,B的能量增加了E。因为对称的缘故,物体B对于K0仍然是静止的。

现在我们从〔坐标〕系K来考查这同一过程。K对于K0是以恒定速度υ沿着负z0方向运动着。对于K来说,这一过程的描述如下:

物体B沿正Z方向以速度υ运动着。两组辐射的方向,现在对于K都同x轴作一交角α。光行差定律说:在第一级近似中,,此处c是光速。从K0来看,我们知道B在吸收SS′时,速度ν保持不变。

现在我们把关于z方向的动量守恒定律用到坐标架K中的我们这个体系上。

Ⅱ.吸收之后,设M′是B的质量。我们这里先预料这样的可能性:质量随着能量E的吸收而增加(为了使我们考查的最后结果贯彻一致,必然要如此)。体系在吸收后的动量因而是

我们现在假定动量守恒定律成立,并且把它用到z方向上去。这就得出了方程

或者

这个方程就表示质能相当定律。能量增加E同质量增加联系在一起。按照通常的定义,既然能量还留下一个附加常数未定,我们就可以适当选取这个附加常数,使

 

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(1) 此文最初发表在1946年1月于纽约出版的《技术杂志》(Technion Journal,是海法(Haifa)希伯来工学院美国协进会的年刊),第5卷,16—17页。这里译自《晚年集》,116—119页。——编译者

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