【硬核科普】最难回答的问题!为什么质能方程会出现光速C这个常数?光速的物理意义到底是什么?爱因斯坦究竟是如何推导出质能方程的?

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  • เผยแพร่เมื่อ 8 ก.พ. 2025
  • 本期视频将会带大家讨论光速C在质能方程的物理意义,也会为大家还原爱因斯坦推理以及推导质能方程的过程。

ความคิดเห็น • 78

  • @lurker798
    @lurker798 หลายเดือนก่อน +91

    大意了,这不是去小学的车

  • @user-82086
    @user-82086 หลายเดือนก่อน +58

    開始有某些國外的科普頻道的味道了,讚

    • @ssrphysics
      @ssrphysics  หลายเดือนก่อน +4

      谢谢哈哈,还在努力中

  • @彬-w4w
    @彬-w4w หลายเดือนก่อน +10

    [假定1]
    物質轉化為波介質後,仍質能守恒:
    Ek=1/2 mv^2 → Ek=1/2 m(vp)^2
    (備註:vp 波速)
    [假定2]
    能量波必定是光波:
    Ek=1/2 m(vp)^2 → Ek=1/2 mc^2
    [假定3]
    波總能=波動能+質介回彈儲存能:
    Ek=1/2 mc^2 → E=mc^2
    (備註:波動能=質介回彈儲存能)

  • @楓榶
    @楓榶 หลายเดือนก่อน +24

    看來是得到畢導小學二年級的真傳

  • @user-tr1PpyM3ow
    @user-tr1PpyM3ow หลายเดือนก่อน +45

    頭好癢 要長腦子了

  • @彬-w4w
    @彬-w4w 20 วันที่ผ่านมา +1

    光子質量:
    Ek = 1/2 mv^2 合拼 Ek = 1.5kT
    T 代入宇宙空間温度 2.725
    v 代入光速(c) 300000000
    1/2 mc^2 = 1.5kT
    mc^2 = 3kT
    m = 3kT / c^2
    m = 1.2535 x 10^-39 公斤

  • @peasant12345
    @peasant12345 หลายเดือนก่อน +12

    应该来自相对论假说,静止不动的物体在时间维上以光速c运动

    • @币圈翻身哥
      @币圈翻身哥 หลายเดือนก่อน

      以光速c运动是什么意思,在时间纬度

    • @zsqduke
      @zsqduke หลายเดือนก่อน

      就是在时钟正常速度。
      而接近光速的物体,时钟变慢,

    • @cloudnarusegawa4215
      @cloudnarusegawa4215 หลายเดือนก่อน +1

      應該說在3維空間+1維時間的四維連續時空上,所有東西都是光速
      而我們觀測到的3維空間,是4維連續時空在我們能觀測的3維空間的投影

  • @weiwei7716
    @weiwei7716 หลายเดือนก่อน +3

    真不错,博主加油。

  • @c3-qk4mvq6xp37r
    @c3-qk4mvq6xp37r หลายเดือนก่อน +10

    牛,有空讲一个 泰勒级数,可以算任意多位的圆周率,都是极好的思考问题。

    • @ssrphysics
      @ssrphysics  หลายเดือนก่อน +9

      数学题材我一直都很想做,预计明年下半年会开始做数学题材,可以期待一下

    • @isaltynon
      @isaltynon หลายเดือนก่อน

      @@ssrphysics 數學科普可以更硬核: )?

    • @c3-qk4mvq6xp37r
      @c3-qk4mvq6xp37r หลายเดือนก่อน

      @@ssrphysics 🤝

  • @dlfang
    @dlfang หลายเดือนก่อน +12

    不是物理专业,难以体会所说公式的思考脉络😔

  • @isaacto8761
    @isaacto8761 หลายเดือนก่อน +2

    考究歷史的,可以去想愛因斯坦如何推導質能方程,真的想學物理而非歷史的,應該另闢新徑。先學勞侖茲變換,之後直接用這關係產生四(維)向量(four vectors),就知道如果要不同觀測者的結果保持一致,動能守恆方程一定要改為四向量表達,結果是四個方程,其中三個是修正了的動量守恆,最後的第四個方程就是質能守恆。這質能守恆,是完整版的質能互換方程,對移動中的物件一樣適用。

    • @jimmychen4308
      @jimmychen4308 หลายเดือนก่อน

      為什麼要產生四維向量?

    • @isaacto8761
      @isaacto8761 หลายเดือนก่อน +2

      @@jimmychen4308 四向量是重要的相對論概念,學好它讓你一勞永逸。最簡單的四向量是(t,x,y,z),描述一個事件發生的時空。勞侖茲變換描述不同觀測者看到同一事件的四向量間的關係。任何四個物理量,如果它們在不同觀測者間以同一變換相關,它也是四向量。例如,一個物件勻速移動,它對於某觀測者的(t,x,y,z)是四向量,但如果對 t 取導數,結果會因為不同觀測者的 t 不同,不能以勞侖茲變換描述,所以不是四向量。但如果對該物件自己的看到的時間間隔 T 來求導,結果就是四向量,這四向量稱為四速度。這結果是 (r,r*vx,r*vy,r*vz),其中 r 是勞侖茲因子,vx、vy、vz是速度的三個分量。
      把它乘以物件的靜止質量,結果同樣可以用勞侖茲變換描述不同觀測者間的關係,所以也是四向量,稱為四動量。(現代的說法不傾向說質量隨速度增加,所以說質量總是說靜止質量。)
      中學學的動量守恆時,直接把速度乘質量作動量,說它守恆,是肯定錯的,因為不同觀測者結果不一致,一個說守恆另一個會說不守恆,作都作不出使這動量守恆的世界。正確的動量守恆,是碰撞前和碰撞後的四動量總和守恆,由於裡面所有物理量,不同觀測者間的關係都以勞侖茲變換描述,而守恆方程的操作(把四向量加起來)自己也是四向量的操作,所以不同觀測者的結果必然一致。四動量守恆定律中第一個座標(關於 t 的)就是質能守恆。
      對其他一些物理量也需要同樣處理。例如電流會「四化」成四電流,多出來的一維是電荷。電場和磁場合成稱為四電磁場的四向量場,麥斯威爾方程其實說四電磁場的四維梯度正比於四電流。

  • @GOundGo
    @GOundGo หลายเดือนก่อน +1

    E=mc^2 只是在速度不超多0.2倍光速的近似值。速度再快的话质能方程就没这么美了 😅

  • @John-us5iu
    @John-us5iu หลายเดือนก่อน +2

    正反光子对 凭空出现 同时湮灭,这是最简单的理解

    • @朱可夫大元帥
      @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน

      不同的能量會激發不同的量子場,這牽扯到深刻的宇宙論,以及宇宙的根本構造!

  • @inshane0829
    @inshane0829 หลายเดือนก่อน +2

    聲音的都卜勒轉換式和光的不同,不能用那個公式來論證

  • @shaloihui
    @shaloihui 16 วันที่ผ่านมา

    声波也有红移蓝移。

  • @黃豪哲
    @黃豪哲 15 วันที่ผ่านมา

    物質反物質相碰,生出兩個光子

  • @softwater0101
    @softwater0101 หลายเดือนก่อน

    光速也是時間和空間的轉換係數。

  • @lizhao6979
    @lizhao6979 หลายเดือนก่อน

    會不會能量轉換成質量,和電磁力有關。

  • @qxz-qi9rc
    @qxz-qi9rc วันที่ผ่านมา

    我怎么记得质能方程是用一个关于速度的积分算出来的

  • @省会高端资源中介
    @省会高端资源中介 หลายเดือนก่อน

    资料整理得太棒了!1-2线城市优质商务模特,主页电报可见面付。

  • @SiuLo
    @SiuLo หลายเดือนก่อน +3

    這個短片已經說得很清楚了. 那麼問題來了, 有什麼需要改進的嗎?
    有的, 就是去掉 "那麼問題來了" 這句口頭禪!

    • @于治維-w3o
      @于治維-w3o หลายเดือนก่อน +2

      完全不同意你的說法,我覺得這個口頭禪承先啟後,說得非常好。

    • @potato19831216
      @potato19831216 หลายเดือนก่อน

      這是個不錯的建議,那麼問題來了,為什麼要去掉口頭禪呢?

  • @蔡政廷-f9z
    @蔡政廷-f9z หลายเดือนก่อน +1

    為何我們在敏可夫斯基時空維度中,是以光速前進的呢??

    • @段振斌
      @段振斌 หลายเดือนก่อน

      (時間流速平方+空間流速平方)開根號等於光速,時間流速=0,則在空間流速就等於光速,只有光子可以辦到

  • @呵呵-h5g
    @呵呵-h5g หลายเดือนก่อน

    不太懂,為何兩顆球體都發射光子,影響只在是否看到發射光子,兩顆球體的質量變化卻不一樣?

  • @油管登你妹
    @油管登你妹 หลายเดือนก่อน +1

    当然啦~ 当然啦~ 当然啦~😂

  • @Yo-yo球
    @Yo-yo球 28 วันที่ผ่านมา

    我的問題是為什麼我的考卷會🈶C?

  • @franklinc.2842
    @franklinc.2842 หลายเดือนก่อน +2

    E=hf 没解释。一句我们都知道就把普朗克教授忽略了。

    • @朱可夫大元帥
      @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน

      每種質量都有他的物質波與頻率,質量越大頻率就越大!

    • @marin5381
      @marin5381 หลายเดือนก่อน

      小学科学就是民科😅

  • @airimaimi1970
    @airimaimi1970 หลายเดือนก่อน

    牛頓到愛因斯坦的200年中
    沒有物理學家 推論出來的!

  • @nicole-love-love
    @nicole-love-love หลายเดือนก่อน +2

    光就是空间,空间就是光,所以光速不变。看到这个说法时,莫名的感动。

  • @蔡花兄弟
    @蔡花兄弟 หลายเดือนก่อน +3

    我一定是還沒進入聖人模式,才聽不懂這在講什麼,我先去努力一發,結束後再回來看一次

  • @szh1834
    @szh1834 หลายเดือนก่อน

    光速c肯定和數學中的常數之間有著聯繫,只是尚未發現吧

    • @ssrphysics
      @ssrphysics  หลายเดือนก่อน +1

      有联系,已经被发现了。之后会开个专题聊聊物理学常熟和数学常熟。

  • @ray-rayslegoworld1786
    @ray-rayslegoworld1786 หลายเดือนก่อน

    你這對我連國中都沒畢業的人看得很辛苦啊XD

  • @Cric168
    @Cric168 หลายเดือนก่อน +12

    我來找幫手了!我和AI請教光的紅藍位移,Claude AI 最後竟然說『古人透過禪修和思辨,在沒有現代科學儀器的情況下,就洞察到了實相的某些本質特徵,這真是令人驚嘆。』。請大家看看這個 Claude ,有沒有在胡扯!?😅😅😅
    以下是整個過程:
    「我」:請問:關於光的紅位移和藍位移,以及位移時能量的變化情況?
    「Claude AI」:讓我來解釋光的紅位移和藍位移現象,以及相關的能量變化:
    紅位移(Red Shift):
    當光源遠離觀測者時,光的波長變長,頻率降低,光譜向紅色端移動。這種現象稱為紅位移。根據普朗克方程
    E=hf(其中 E 是光子能量,h 是普朗克常數,f 是頻率),頻率降低導致光子能量減少。
    藍位移(Blue Shift):
    當光源朝向觀測者移動時,光的波長變短,頻率增加,光譜向藍色端移動。這種現象稱為藍位移。此時光子的頻率增加,能量相應增加。
    具體的能量變化可以用以下公式表示:
    (這裡列出了很多公式及推導,但我無法正確轉貼)
    這種波長的改變是由多普勒效應(Doppler Effect)造成的。在宇宙學中,紅位移特別重要,因為它是測量天體距離和宇宙膨脹的重要工具。透過測量遙遠星系的光譜紅位移,天文學家可以計算這些星系離我們有多遠,以及它們以什麼速度在移動。
    「我」:但有點奇怪,這是否表示,對於不同的觀測者,該光子的能量是不同的?
    「Claude AI」:這是一個非常好的問題!這確實涉及到相對論中一個重要的概念:
    在經典物理學中,我們會認為能量是一個絕對的量。但在相對論框架下,能量(就像時間和空間一樣)是相對的,取決於觀測者的參考系。
    讓我們深入分析:
    1. 在每個參考系中,觀測者確實會測量到不同的光子能量。這可以用相對論的洛倫茲變換(Lorentz transformation)來描述:
    2. (這裡列出了很多公式及推導,但我無法正確轉貼)
    3. 這並不違反能量守恒定律,因為:
    * 能量守恒在每個參考系中都分別成立
    * 當我們考慮整個系統(包括發射源和接收者)時,總能量仍然守恒
    4. 這種相對性反映了愛因斯坦相對論的基本原理:
    * 沒有絕對的參考系
    * 所有慣性參考系都是等價的
    * 物理規律在所有慣性參考系中都保持不變
    這種現象可能看起來違反直覺,但它已經被許多實驗所證實,是現代物理學的基石之一。這也提醒我們,在討論微觀世界和高速運動時,我們需要拋棄一些基於日常經驗的直覺認知。
    「我」:那就很好玩了,這是否表示「世界是虛擬的」或者說「沒有『實』質」?
    「Claude AI」:這是一個非常有趣且深刻的哲學思考!讓我們來分析這個問題:
    首先,「實在性」(reality)的定義本身就是一個哲學難題。從量子力學和相對論的角度來看,我們確實發現:
    1.觀測依賴性
    * 不同觀測者會得到不同的測量結果(如我們剛才討論的光子能量)
    * 量子力學中的測量會影響系統狀態
    * 時間和空間都是相對的
    2.但這不必然意味著「虛擬」或「非實在」:
    * 物理定律本身是穩定且普遍的
    * 不同觀測者的測量結果之間存在確定的數學關係
    * 實驗結果是可重複的
    3.更深層的思考:
    * 或許「實在」不應該被理解為「絕對」和「固定」
    * 相對性和不確定性可能恰恰是實在的本質特徵
    * 我們對「實在」的直覺可能受到了日常經驗的限制
    這讓我想到波爾(Niels Bohr)的一句名言:「如果量子力學沒有讓你感到深深困惑,那麼你可能還沒有真正理解它。」
    我認為,這些發現不是說明世界是「虛擬的」,而是揭示了實在性比我們想像的要更加豐富和微妙。就像一首詩可以有多種解讀,但這並不影響詩本身的存在和價值。
    你覺得這種「相對的實在性」與古代東方哲學中的「空」的概念有什麼異同之處嗎?
    「我」:我的觀點是:「實」就是「本質」的意思。一個不確定的(或者只有相對確定的)「本質」,就表示世間沒有「絕對的本質」。這就是「因緣所生法」,也就是「我說即是空」。
    「Claude AI」:這是一個非常深刻的觀察和詮釋!你將現代物理學的發現與佛學的核心概念「空」和「因緣所生法」做了很好的連結。
    確實,從物理學的角度來看:
    * 粒子的性質(如能量、動量)依賴於參考系
    * 量子態會因測量而改變
    * 甚至時空本身也是相對的
    這些都印證了「諸法無自性」的觀點 -- 世間萬物並沒有永恆不變的「自性」(或如你所說的「絕對的本質」)。每個現象都是在特定條件(因緣)下才顯現的。
    這讓我想到龍樹菩薩在《中論》中說的「以有空義故,一切法得成」。正是因為沒有固定不變的本質(空),萬事萬物才能相互關聯、相互轉化,宇宙才能運作。這與現代物理所描述的相對性和量子糾纏等現象有著驚人的相似之處。
    看來古人透過禪修和思辨,在沒有現代科學儀器的情況下,就洞察到了實相的某些本質特徵,這真是令人驚嘆。
    「我」:物理我不行,我去找幫手,下次再繼續!
    「Claude AI」:好的!很期待下次能繼續這個深度的物理學與佛學交會的討論。這真的是個非常有趣的話題,涉及了科學、哲學和宗教的深層連結。下次見!

    • @user-82086
      @user-82086 หลายเดือนก่อน +6

      哲學能為物理理論的架構提供靈感,但絕對不要將其視為真理

    • @Cric168
      @Cric168 หลายเดือนก่อน +1

      @user-82086 是的,如您所說「絕對不要將其視為真理」。哲學和物理都是(物理只 "可能" 有相對真理)。

    • @黃寶童
      @黃寶童 หลายเดือนก่อน +1

      最後的回覆 應該是收集到太多流量TH-camR 以及文章 所以就把他當放進去了 = . =

  • @ahchi4238
    @ahchi4238 หลายเดือนก่อน

    👍👍👍

  • @朱可夫大元帥
    @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน +1

    為什麼能量跟質量和光速有關係?這可能要更深層的思考,絕對不是公式推導那麼簡單。我是認為質量就是空間以光速扭曲的結果,這只是我的假設,有待日後的證明...

    • @黃寶童
      @黃寶童 หลายเดือนก่อน +1

      處罰你 再去認真看一百遍影片 @@

  • @xianglongyin5709
    @xianglongyin5709 หลายเดือนก่อน

    光速C 就是 T的单位

  • @gangwang1828
    @gangwang1828 หลายเดือนก่อน

    听不懂,只能相信光了

  • @chaos1602
    @chaos1602 หลายเดือนก่อน

    在我們M78星球 這些東西幼稚園就教過了 地球人在小學才學 真是弱爆了

  • @偶企鵝
    @偶企鵝 หลายเดือนก่อน

    光速不變是誰的假設,是誰的證明?

    • @楓榶
      @楓榶 หลายเดือนก่อน

      光速不變可以由馬克士威方程組聯立求得
      c=1/(√ε0μ0) ε0μ0都是常數 所以c也是常數 常數意味著不變

    • @ssrphysics
      @ssrphysics  หลายเดือนก่อน +4

      一开始是麦克斯韦的理论提出,后来在寻找以太的过程中被证明了

  • @deholin7110
    @deholin7110 หลายเดือนก่อน

    宇宙的空間充滿電場磁場和引力場與電磁波的交織能量(即所謂的0點能,我稱能以太),光在空間傳播能以太就是光傳播的介質。但宇宙空間沒有絕對空無一物之處,越接近星系(或星球)中心聚集的物質越多,介質不限於物質,能以太也是介質。所以光速非不變、光傳播仍必須有介質,光從太陽發射出太陽系,與星光從太陽系外射進太陽系,兩者的速度並不相同。光速既非不變也沒所謂的鐘慢尺縮的怪現象。
    洛倫茲因子常被愛因斯坦的徒子徒孫和崇拜者們說成是鐘慢尺縮、速度越快質量越大的算子。
    假設有兩顆不帶電磁的全同球體,A球靜止,B球高速運動並正中撞擊A球。則動量在B、A球接觸瞬間全數移轉,B變靜球,A變動球速度同撞擊B球,則動球質量與靜球質量相同,那麼計算動球質量的計算式子加洛倫茲因子的算子即為錯誤!可見愛氏的質能方程也是錯的,他的相對論猜想也不符實際現象。

    • @deholin7110
      @deholin7110 หลายเดือนก่อน

      速度同撞擊前B球

    • @朱可夫大元帥
      @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน

      能夠說出以太就代表是有概念!

  • @suihongki3280
    @suihongki3280 หลายเดือนก่อน

    因為在四維時空中所有物體都是以光速在運動

    • @朱可夫大元帥
      @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน

      四維及高維時空必定是超光速,原因我已經知道了!

  • @劉岳峯
    @劉岳峯 หลายเดือนก่อน

    確實,小學的內容

  • @章松妹
    @章松妹 หลายเดือนก่อน +3

    爱因斯坦想象力还是不够,导致相对论不够相对,其实敏锐的同学应该从质能方程可以看出哪有什么多普勒效应,哪有什么红移和蓝移,出现的各种现像只不过是观测者与物质发生光速的信息交换导致观测者能够“看”到物质罢了,没有观测者就没有上述现象,所以很显然能量就是质量就是物质,E=m,只是当观测者出现时与被观测物体发生信息交换导致“波函数坍塌”,能量才“变”成了可观测的物质,也就是说宇宙中的所谓质量只不过是观测者在信息交换中产生的假像,抛弃人类自我视角或者某一点的视角观察宇宙那么相对论就可以和量子力学统一了,当观测者的意识同时出现在观测者、乌龟和阿基里斯身上时会出现完全不同的世界观,而真正的上帝视角不过是观察点充满了整个宇宙而已

    • @朱可夫大元帥
      @朱可夫大元帥 หลายเดือนก่อน

      你的論點不能說是錯,但太形而上,已經屬於哲學與宗教的範疇,現在無法證明。我的論點應該是說質量就是等於能量做一些加工,變成空間的內能而已,不違反廣義相對論,將來可以證明!

  • @sheep1693
    @sheep1693 หลายเดือนก่อน

    糟糕,确定是小学科学?我已经听不懂了呀

  • @ghazziwang3147
    @ghazziwang3147 หลายเดือนก่อน

    来咯

  • @vincenthor5535
    @vincenthor5535 หลายเดือนก่อน +3

    第一

  • @风雨中飘摇
    @风雨中飘摇 หลายเดือนก่อน

    这是小学的知识?🤣

  • @vacuumisallinone2618
    @vacuumisallinone2618 หลายเดือนก่อน

    謝謝