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  • 1 # 中學物理教師平哥

    相對論的能量質量關係是否有適用範圍這個問題,實在是太難了。上學的時候都沒有搞明白,現在更想不清楚了。我只記得相對論裡面的質能方程還有簡單的能量和動量關係表示式,至於使用範圍真的想不起來。而且相對論裡面的質量和我們平時理解的質量在概念上也是不一樣的。

    對於題主所問的問題,我實在是無能為力,只能說抱歉啦!

  • 2 # 艾伯史密斯

    答:可以有把握地說,相對論的能量-動量關係E^2=(pc)^2+(m0c^2)^2,對目前的理論而言都適用,好像真的沒有例外的情況。

    相對論的能量-動量關係,是相對論質能公式的直接推論:

    所以相對論的能量-動量關係的適用範圍,不會比質能公式的適用範圍小;理論上可以保證,質能方程成立的地方,相對論的能量-動量關係就一定適用。

    以上關係式,形成一個直角三角形,叫做相對論能量三角形。

    根據相對論質能方程E=Ek+m0c^2,帶入相對論的能量-動量關係E^2=(pc)^2+(m0c^2)^2,有:

    Ek^2+2Ekm0c^2=(pc)^2;

    當v<<c時,動能量遠小於靜能量,可約去Ek^2項;

    可以得到:Ek=p^2/2m0;

    該式正是牛頓力學的能量-定律表示式,我們再次看到了相對論,在高速和低速下的完美過渡和漂亮的統一。

    所以相對論能量-動量關係,無論高速低速都適用。

    康普頓效應也證實了相對論能量-動量關係式對微觀也適用,所以這是一條我們宇宙普遍適用的定律,至少目前沒有發現例外。

    因為相對論的能量-動量關係式,基於相對論推匯出來,所以只要相對論適用的地方,這個公式都適用。

    假如哪一天,我們發現了相對論有適用範圍,那麼這個公式,就需要重新審視其適用範圍了。

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