关于爱因斯坦的公式:E=MC^2 怎么推导出来的?

RT能在推导过程中能写注释的写下 谢谢拉~

要想导出这个你首先要认可狭义相对论的两个假设:1、任一光源所发之球状光在一切惯性参照系中的速度都各向同性总为c 2、所有惯性参考系内的物理定律都是相同的。

如果你的行走速度是v,你在一量以速度u行驶的公车上,那么你当你与车同相走时,你对地的速度为u+v,反向时为u-v,你在车上过了1分钟,别人在地上也过了1分钟——这就是我们脑袋里的常识。也是物理学中著名的伽利略变幻,整个经典力学的支柱。该理论认为空间是独立的,与在其中运动的各种物体无关,而时间是均匀流逝的,线性的,在任何观察者来看都是相同的。

而以上这个变幻恰恰与狭义相对论的假设相矛盾。

事实上,在爱因斯坦提出狭义相对论之前,人们就观察到许多与常识不符的现象。物理学家洛伦兹为了修正将要倾倒的经典物理学大厦,提出了洛伦兹变换,但他并不能解释这种现象为何发生,只是根据当时的观察事实写出的经验公式——洛伦兹变换——而它却可以通过相对论的纯理论推倒出来。

这个不能帖图,不然我把公式给你帖出来,你可以自己到网上去查一下洛伦兹变换的公式。

然后根据这个公式又可以推倒出质速关系,也就是时间会随速度增加而变慢,质量变大,长度减小。公式写起来也很麻烦,我只写一个质量的,其他你可以到网上查到——m=m0/sqr(1-v^2/c^2)。

其中sqr是开根号的意思,m是该物体的实际质量,而m0为静止质量,m-m0就是物体的通过运动所多出来的质量。

一个物体的实际质量为其静止质量与其通过运动多出来的质量之和。

当外力作用在静止质量为m0的自由质点上时,质点每经历位移ds,其动能的增量是dEk=F·ds,如果外力与位移同方向,则上式成为dEk=Fds,设外力作用于质点的时间为dt,则质点在外力冲量Fdt作用下,其动量增量是dp=Fdt,考虑到v=ds/dt,有上两式相除,即得质点的速度表达式为v=dEk/dp,亦即 dEk=vd(mv)=V^2dm+mvdv,把爱因斯坦的质量随物体速度改变的那个公式平方,得m^2(c^2-v^2)=m02c^2,对它微分求出:mvdv=(c^2-v^2)dm,代入上式得dEk=c^2dm。上式说明,当质点的速度v增大时,其质量m和动能Ek都在增加,质量的增量dm和动能的增量dEk之间始终保持dEk=c^2dm所示的量值上的正比关系。当v=0时,质量m=m0,动能Ek=0,据此,将上式积分,即得∫Ek0dEk=∫m0m c^2dm(从m0积到m)Ek=mc^2-m0c^2
上式是相对论中的动能表达式。爱因斯坦在这里引入了经典力学中从未有过的独特见解,他把m0c^2叫做物体的静止能量,把mc^2叫做运动时的能量,我们分别用E0和E表示:E=mc^2 , E0=m0c^2

完毕:)建议你以后问这种需要公式推导的问题还是不要来这儿,不能打公式,这样打我累的不行了,你看得也不行了:)
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第1个回答  2013-11-26
E=mc^2是出自爱因斯坦本人,不过要推导这个公式出来是很难很难的,只要基于爱因斯坦原来的M(v)公式,通过微积分变换就可以推导出来。
爱因斯坦过人之处并非是仅仅推导出一个E=mc�0�12,而是对这个推导结果进行了比较合理的物理解释。
用微积分来推导是:
质量(m)和能量(E)的转换关系
E=m*c~2的推导:(~代表后面的几次方、△代表变化量)
m=m0/(1-v~2/c~2)~(1/2)
因为v/c->0
有(1-v~2/c~2)等价1-(v~2/c~2)*(1/2)
m0=m*[1-(v~2/c~2)*(1/2)]
m0=m-m*(v~2/c~2)*(1/2)
m-m0=m*(v~2/c~2)*(1/2)
△m=m*(v~2/c~2)*(1/2)
△m*c~2=(1/2)*m*(v~2)=E
E=△m*c~2,这是在初速度为0的情况下的推导,在初速度不为0的情况下推导。得到
△m*c~2=E’- E=△E
=>E=Mc~=? 问题就在这一步,就段开了?

如果用微积分的另一种推导方法也只是一种推算:
m=m./sqrt(1-v�0�12/c�0�12)
两边取平方,再变换得:m�0�12(c�0�12-v�0�12)=m.�0�12c�0�12
m�0�12c�0�12=m�0�12v�0�12+m.�0�12C�0�12
两边微分
2mc�0�12dm=2m�0�12vdv+2v�0�12mdm
同约去2m
c�0�12dm=mvdv+v�0�12dm=v(mdv+vdm)=vdp
dE=Fdr=(dp/dt)dr=vdp
=>c�0�12dm=dE
积分得到
E-E.=mc�0�12-m.c�0�12=?

“.”代表右下方的0.-2
同时:这只是目前科学推算的一小部分,几个世纪过去了,没有人能够推导得出来!
只有从爱因斯坦的大脑里找出答案了,同时,他的方程将改变整个世界人类对宇宙的认识!
第2个回答  2013-11-26
爱因斯坦是个神,
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