為什麼這篇e mc2核能鄉民發文收入到精華區：因為在e mc2核能這個討論話題中，有許多相關的文章在討論，這篇最有參考價值！作者biostar (澎湖小雲雀)看板Physics標題[問題] E=mc^2 只適用於核融合和核分...
小弟跟某人談論物理......
某人說核融合和核分裂適用 E=mc^2 ，所以可以稱為「核能」。
某人還說 E=mc^2 不是宇宙中各反應都適用的方程式
小弟說 E=mc^2 是宇宙中各反應都適用的方程式，不是專屬核融合和核分裂。
就算是一般化學反應也可適用，只是一般化學反應的能量相對來說很低，
牽涉的質量變化微小到絕大多數儀器無法測量而已。
結果某人還笑我物理老師沒有教好我呢！
請問各位到底誰對呢？
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╔Ｎ Ｂ Asus N61Vn-N61JXNP88DD 閃光燈 Nikon Speedlight SB-900 ╗
║鏡 頭 AF-S VR Micro-Nikkor 105mm f/2.8G IF-ED 攝影機 JVC GZ-HD7U ║
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║鏡 頭 AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm f/3.5-5.6G IF-ED ║
╚鏡 頭 AF VR Zoom-Nikkor 80-400mm f/4.5-5.6D ED GPS模組 Nikon GP-1 ╝
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◆ From: 1.172.4.235
推 mtdas:你朋友對 08/04 08:24
→ xgcj:其實c=1 好啦!你是對的 08/04 08:38
→ bitlife:樓上是指真空中隨時有正反粒子產生及湮滅嗎? 08/04 08:40
→ xgcj:單位看你怎用 這樣用最"自然"但是平時用不到 08/04 08:41
→ xgcj:一般來說會用在高能量的範圍 但是對任何地方都適用 08/04 08:42
→ Frobenius:因為化學反應還要考慮到複雜的位能，也許位能是時變的XD 08/04 09:25
推 CJO1I6:你對呀，只是變化太小平常都會忽略 08/04 10:08
→ chungweitw:E = mc^2 本身 和 反應無關吧. 08/04 10:12
推 nightkid:有核反應才會需要E=mc^2 08/04 10:24
推 h888512:你平常會用薛丁格方程式解巨觀的力學嗎 08/04 10:24
→ h888512:如果一個方程式只能用在特殊情形 那這愛因斯坦應該沒那麼 08/04 10:25
→ h888512:偉大吧 08/04 10:25
推 Frobenius:動能=mc^2-m0c^2，還要加位能才是守恆，化學反應的位能 08/04 10:31
→ Frobenius:太過複雜，幸好其變化量太小，以致可以忽略。一般來說 08/04 10:33
→ Frobenius:核反應的mc^2-m0c^2變化量大，主要能量是由這裡提供 08/04 10:35
→ Frobenius:應該說化學反應的動能其變化量太小，以致可以忽略。 08/04 10:36
→ Frobenius:化學反應主要是靠位能提供能量變化。 08/04 10:38
→ mobisrat:兩個氫原子結合變成一個氫氣分子並放熱 這化學反應質量沒 08/04 10:39
→ mobisrat:減少吧 前後都是共兩個質子加兩個電子 難道說質子或電子 08/04 10:39
→ mobisrat:質量會變? 08/04 10:39
推 xgcj:會變 還有束縛能也會對質量有貢獻 08/04 10:39
→ chungweitw: 真要算的話, 減少了. 08/04 10:40
→ Frobenius:你朋友對，你在化學反應那裡少考慮了位能。 08/04 10:40
推 CERN:會減少 08/04 10:42
→ CERN:不過他朋友說那只適用在核裂變和核融合也不對 08/04 10:43
→ chungweitw:我的看法是 E= mc^2 就是描述一個東西的質能的式子. 08/04 10:44
→ chungweitw:和 反應 無關. 08/04 10:45
→ chungweitw:就像我們也不會問 E = mv^2/2 適不適用在反應過程. 08/04 10:45
推 leptoneta:你是對的 08/04 10:45
→ mobisrat:所以是質子還是電子質量減少? 質子或電子有各種不同質量? 08/04 10:46
推 Frobenius:Etotal=mc^2-m0c^2+V(r),兩個氫原子結合變成一個氫氣分 08/04 10:46
→ chungweitw:binding energy 有質量<0 的貢獻 08/04 10:47
→ Frobenius:子，位能V(r)會改變，難道動能=mc^2-m0c^2不會改變？ 08/04 10:48
推 Frobenius:質子的運動中的能量+電子的運動中的能量+位能＝總能 08/04 10:53
→ mobisrat:原po的問題是一般化學反應放出的能量來自於減少的質量吧? 08/04 10:56
→ mobisrat:但在H+H->H2+heat反應中 我還是不知減少的質量來自哪裡? 08/04 10:56
→ CERN:...binding energy啊= = 08/04 10:57
推 Frobenius:我上面就有說一般化學反應的能量來自於位能的變化 08/04 10:57
→ Frobenius:運動中的質量與靜止的質量之間的變化微乎極微可忽略 08/04 10:58
→ Frobenius:並沒說一定是0 08/04 10:59
→ mobisrat:嗯..所以其實並不是質量變化啊~而是動能和位能的變化囉? 08/04 11:05
→ chungweitw:是質量變化..你去量, 就是量H2 質量. 08/04 11:07
→ chungweitw:binding energy 就反應在質量的變化 08/04 11:07
推 Frobenius:靜止的質量沒變，因為位能的影響，運動中的質量有變化 08/04 11:08
→ mobisrat:那不考慮儀器 去量H2結論還是會變輕吧..若在絕對零度呢XD 08/04 11:13
推 zealeliot:原則上你是對的 但是用在化學反應實際上沒屁用 08/04 11:15
推 Frobenius:位能是常數的情形:動能13.6055eV，位能-27.2106eV，總力 08/04 11:18
→ Frobenius:學能-13.6051eV位能不是常數的話，運動中的質量有變化， 08/04 11:18
→ Frobenius:但小到幾乎可省略。核融合和核分裂也有靜電力產生的位能 08/04 11:19
→ Frobenius:，但運動中的質量變化幾乎可以蓋掉靜電力產生的位能，至 08/04 11:19
→ Frobenius:於其他作用力所產生的位能，我就不清楚了但原理應該是差 08/04 11:19
→ Frobenius:不多了。 08/04 11:19
推 Frobenius:總能=總力學能+靜止質量(0.511MeV)=0.510986MeV 08/04 11:23
→ Frobenius:總能與靜止質量比較明顯減少 08/04 11:23
推 Frobenius:binding energy = -13.6051eV 08/04 11:26
推 mobisrat:感謝..那結果是原po還是原po朋友比較對?XD 原式不完整欸 08/04 11:30
推 CERN:我是覺得原PO比較對 08/04 11:32
推 Frobenius:原PO朋友只說適用並非說等於，原po說對一半卻忽略位能 08/04 11:33
→ Frobenius:相對之下原PO朋友較對(講話比較小心XD) 08/04 11:35
→ chungweitw:沒有位能啊..位能都反應到質量了 08/04 11:35
推 CERN:不知道耶 看原意只適用不就是等於了? 不然不會有核能那段 08/04 11:35
推 Frobenius:適用是說可以用，但並非完全等於，因為核能幾乎可以忽 08/04 11:37
→ Frobenius:略靜電力產生的位能 08/04 11:37
推 Frobenius:應該改成 E=mc^2 是宇宙中各反應都必須考慮到的方程式 08/04 11:46
→ Frobenius:E=mc^2在化學反應中並不怎麼好用，所以不適用 08/04 11:47
推 Frobenius:真要精密計算的話，可能要解多體、時變位能之下的相對論 08/04 11:51
→ Frobenius:量子力學的 Dirac 電子方程式 囧 08/04 11:52
→ Frobenius:E=mc^2 適用於核融合和核分裂，不是「只」 08/04 11:59
推 yeahhuman:原po比較對吧...我第一次聽到e=mc2只適用核反應 08/04 12:10
→ yeahhuman:如果理解沒錯的話 化學反應中的束縛能等等都會提供質量 08/04 12:11
推 Frobenius:E=mc^2 不只適用於核融合和核分裂 08/04 12:11
→ yeahhuman:高速粒子也會用到這式子 為什麼說只用在核反應= = 08/04 12:11
→ Frobenius:原PO的朋友沒有加「只」 08/04 12:12
→ Frobenius:是標題加「只」了，加「只」是錯誤的 08/04 12:13
推 yeahhuman:但原po朋友之後加的那句 不是任何情況都適用 08/04 12:13
→ yeahhuman:就是錯的啊...明明是任何情況都適用 只是好不好用 08/04 12:14
→ Frobenius:mc^2 在化學反應就不太適合用 這沒錯啊 除非真得用到 08/04 12:15
→ yeahhuman:不要跟我說 "適用" 就包括好不好用= = 08/04 12:15
→ Frobenius:適不適用不就等於好不好用吧? ^^ 08/04 12:16
推 Frobenius:問化學系E=mc^2適不適用好了XD 08/04 12:21
推 yeahhuman:我覺得這樣很怪 我想不到中文怎麼說"這公式在任何況都是 08/04 12:23
→ yeahhuman:對的 只是好不好用" 在我印象所及用到的都是適用這詞啊 08/04 12:24
推 Frobenius:其實我覺得中文很模稜兩可 我上面就有說 08/04 12:25
→ Frobenius:E=mc^2 是宇宙中各反應都必須考慮到的方程式 08/04 12:25
推 yeahhuman:我覺得你這樣也掉入陷阱= = 照你的邏輯 你也不該說 08/04 12:26
→ yeahhuman:"各反應都必須考慮到" 08/04 12:27
→ yeahhuman:我覺得原po說的完全沒有錯 只是實務上選擇要不要考慮 08/04 12:27
推 Frobenius:那麼位能是否也可表成E=mc^2? 祂是負的耶 08/04 12:28
→ yeahhuman:原po的用詞 也不致使他是錯的 用詞也算是恰當的 08/04 12:28
→ Frobenius:我是就原PO所表達的文字去討論，我知道原PO的原意就是你 08/04 12:29
→ Frobenius:想表達的意思，但我只針對他文字上 08/04 12:30
推 IMBA5566:當然是你對 08/05 01:08
推 Frobenius:不要只說誰對誰錯，請表達您的觀點，到底是對在哪？ 08/05 09:33
推 Frobenius:若說把位能表示成E=mc^2，亦即祂是提供負的質量， 08/05 09:51
→ Frobenius:叫做「位能都反應到質量了」，這樣原PO就沒錯 08/05 09:52
推 Frobenius:位能表示成E=mc^2只是能量單位的換算，要說位能都反應 08/05 09:55
→ Frobenius:到質量了，如此等效於負的質量到底可不可以 08/05 09:57
推 yeahhuman:位能是相對的 要怎麼轉換成質量本身就很弔詭 08/05 10:15
→ yeahhuman:而且在我的認知道 位能無法轉換成等效質量 08/05 10:16
→ chungweitw:可以啊..質子中子等等綁在一起形成一個原子核的質量 08/05 10:16
→ chungweitw:也會少於個別的質量和啊..意思是一樣. 08/05 10:17
→ yeahhuman:欸 應該要分成各種位能來討論才對 各別情形都不太一樣 08/05 10:17
→ yeahhuman:F大如果是化學鍵的位能嗎? 08/05 10:18
→ chungweitw:H + H -> H2 顯然是化學鍵... 08/05 10:18
推 yeahhuman:先不管實際上是如何 提供負的質量哪裡不對嗎? 08/05 10:20
→ yeahhuman:對於核反應是放熱 本來就會提供負質量 也就是失去質量 08/05 10:21
→ yeahhuman:化學反應如果也照這套路子 似乎就理論上也沒不對 08/05 10:22
推 Frobenius:那是兩個正的運動質量之間的差值 08/05 10:23
推 robrob:你是對的~我看法跟chung一樣 08/06 01:18
推 mozart39:那我的看法跟 robrob 一樣 08/06 01:57
推 laertes:我的看法跟mozart39一樣... 08/07 13:35
推 ntnus41009:你們的意思是電子躍遷時電子或原子核的質量會改變? 08/07 22:08
推 Frobenius:會變是因為運動中的質量改變，並非靜止質量改變 08/07 22:20
→ amozartea:依高能物理的質量觀點, 化合物的質量本來就不等於分別合 08/09 01:15
推 amozartea:原po是對的 08/09 01:31
→ amozartea:化學鍵也可以用質量差的觀點來看 只是用自由能來看方便 08/09 01:31
→ amozartea:放熱等於速度變小等於失去動能 E=rmc^2, "r"變小了阿.. 08/09 01:33
推 Frobenius:γ再小也不會小於靜止質量時的1 08/15 20:49
推 eeennn:支持原po正確1票 08/17 20:59