关于质能等效的两个思想实验 Two Ideological Experiments on Mass-Energy Equivalence
大家知道,物质和能量是等效的,虽然质能方程已暗示了这种等效关系,但并非显而易见。此等效性可以从以下两个思想实验中获知。
实验一:一台电子称上放置一个金属物体,加热它,称的读数将会略微增加。这是因为金属原子的热运动随温度增加而加剧,更强烈地撞击称。
如果光看称的读数,我们将无法分辨出究竟是称上物体质量增加了,还是能量(温度)增加了。
实验二:一束激光掠过一个星体,由于广义相对论效应,星体周围的空间被弯曲,激光的路线也将发生偏转。
如果加热这个星体,可以预见的是,激光光路的偏转角度将增大。这是因为星体温度升高导致星体原子热运动范围略有增大,对周围空间的弯曲效应范围也增大,激光经过的弯曲空间的范围也变大,故偏转角度有所增加。
如果遮住这个星体及周围一部分空间,光看激光的光路,我们将无法分辨究竟是星体能量(温度)增高,还是质量变大(根据广义相对论,质量越大,弯曲空间效应越强)。
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