Что есть Энергия?

Пытаюсь понять что есть энергия.
Автор
Сообщение
toris0
#54075 2022-12-20 13:50 GMT

Добрый день.

Вопрос следующий: материя и энергия связаны через известную формулу. Допустим, есть некое тело которое под каким-либо действием полностью прешло в энергию. Допустим это произошло в вакууме. Где-нибудь в космосе. Так вот куда делась эта энергия? Тепловой энергии там быть не может, так как нагревать собственно нечего. Полностью ушла в электромагнитное излучение разных длинн волн?

Таким образом мы подразумеваем, что вся энергия вселенной хранится в виде материи, либо в виде электромагнитных колебаний?

Если энергия хранится в виде электромагнитных колебаний, то что является носителем этих самых колебаний?

zam
#54076 2022-12-20 14:25 GMT
#54075 toris0 :

материя и энергия связаны через известную формулу.

Нет такой формулы. И быть не может. Похоже, вы имеете в виду формулу связи массы и энергии покоя\(E_0=mc^2\) . Видимо вы, как большинство дилетантов, путаете слова «масса» и «материя».

Допустим, есть некое тело которое под каким-либо действием полностью прешло в энергию.

Никакое тело (материя) в энергию перейти не может. Ни полностью, ни частично. Так же, как и энергия не может превратиться в материю.

Так вот куда делась эта энергия?

Согласно закону сохранения энергии, энергия не возникает и не исчезает. Она может только переходимть из одной формы в другую и передаваться от одного тела другому.

Полностью ушла в электромагнитное излучение разных длинн волн?

Такое бывает, например, при аннигиляции электрона и позитнона. Энергия покоя электрона и позитрона полностью переходит в энергию электромагнитного излучения (то есть, в энергию родившихся в этой реакции двух или трёх фотонов).

Таким образом мы подразумеваем, что вся энергия вселенной хранится в виде материи, либо в виде электромагнитных колебаний?

Если энергия хранится в виде электромагнитных колебаний, то что является носителем этих самых колебаний?

Любая форма материи — вещество, поле, физический вакуум — обладает энергией. То, что энергией не обладает, не обнаружимо (не воздействует на органы чувств и приборы). Следовательно — реально не существует.

 

Теперь ответ на вопрос в заголовке — «Что есть энергия?».

Энергия — это число, результат, вычислений, абстрактная величина. Это один их трёх сохраняющихся интегралов движения. А именно тот интеграл, который связан с однородностью времени. Подробнее можно почитать в ЛЛ-1: https://scask.ru/c_book_t_phis1.php?id=7 .

toris0
#54084 2022-12-21 04:03 GMT

Спасибо большое за ответ. Да я действительно диллетант. Это Вы подметили совершенно верно. Физику знаю на уровне школы и не профильного института. Образование у меня Прикладная математика. Поэтому помню кое что из курса ВМ. Но с физикой дел имел мало. Потому и спрашиваю.

В вопросе я, видимо, неправильно выразился. Конечно же не материя, а масса. Но по факту это не меняет сути вопроса. Отчего же по вашему мнению никакое тело ни полностью ни частично не может перейти в энергию? А что происходит в реакторах атомных электростанций? Могу ошибаться, но там как раз часть вещества превращается в энергию. То есть происходит деление тяжелых элементов на более легкие с выделением энергии. И вот эта энергия эквивалентна потеряной массе. А иначе откуда ей там еще браться?

Закон сохранения энергии я знаю. Никоим образом его не оспариваю. Про аннигиляцию тоже знаю.

Ссылку, которую Вы дали с удовольствием прочитал. Но к сожалению, там реч идет о механической энергии. Если бы мне была интересна механическая энергия, то я бы задавал вопрос в разделе Механики.

Если Вы точно знаете что: Никакое тело (материя) в энергию перейти не может. Ни полностью, ни частично. Так же, как и энергия не может превратиться в материю.

То поясните пожалуйста почему? Что происходит с реакцией ядерного распада и как быть с формулой e=mc2?
Еще раз, я просто хочу узнать мнение компетентных в этой области людей, так как сам не являюсь специалистом в ядерной физике.

 

Так же прошу покомментировать вот эту статью https://ria.ru/20210730/fotony-1743632531.html
Не знаю на сколько это правда, но это опровергает Ваше утрвеждение о том, что  энергия не может переходить в вещество.

zam
#54085 2022-12-21 08:50 GMT
#54084 toris0 :

Отчего же по вашему мнению никакое тело ни полностью ни частично не может перейти в энергию?

Да по той простой причине, что не может реальность превратиться в выдумку, и наоборот. Ну вот вы, прикладной математик, скажите — может ли колесо превратиться в тригонометрическую функцию?

Никакой энергии в природе не существует. Это наша выдумка, очень полезная выдумка, позволяющая лучше разбираться, что же происходит в природе. Как тригонометрические фушкции очень подезны для описания того, что происходит при вращении.

А что происходит в реакторах атомных электростанций?

При этом происходит частичное превращение энергии покоя ядер урана в кругие виды энергии — тепловую, электрическую...

То же происходит и при сжгании дров или бензина, только там не энергия покоя ядер, а энергия покоя атомов и молекул.

 Могу ошибаться, но там как раз часть вещества превращается в энергию.

Ошибаетесь.

То есть происходит деление тяжелых элементов на более легкие с выделением энергии.

Да. Тяжёлые атомные ядра раскалываются на более лёгкие.

И вот эта энергия эквивалентна потеряной массе. А иначе откуда ей там еще браться?

Нет. Масса не теряется. Масса изолированной системы есть величина сохраняющаяся.

Но! Масса системы не равна сумме масс компонентов сисемы. Масса — величина неаддитивная. Разница между тем и другим называется дефектом массы.

там реч идет о механической энергии.

Это потому, что понятие энергии родилось именно в механике. Потом было обобщено на другие разделы физики (Карно, Джоуль, Майер, Гельмгольц).

Если бы мне была интересна механическая энергия, то я бы задавал вопрос в разделе Механики.

Если любую энергию поскрести, то откроется, что есть ровно три вида энергии — потенциальная (зависит от координат), кинетическая (зависит от скоростей, то есть производных координат по времени), покоя (ни от чего не зависит).

как быть с формулой e=mc2?

Прежде всего, правильно записывать: \(E_0=mc^2\) . Индекс «0» у энергии показывает, что это энергия покоя, а не абы какая. А для полной энергии есть другая замечательная формула:

\(E^2=m^2c^4+p^2c^2\)

Здесь \(p\)  — это импульс.

Так же прошу покомментировать вот эту статью https://ria.ru/20210730/fotony-1743632531.html

Это же «РИА Новости». Ну какие тут могут быть комментарии? Банальный неграмотный пересказ/перевод новости. Там же есть ссылка на источник (Physical Review Letters):  https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.052302 / Вот там всё нормально. Рассказывается про эксперимент по фотон-фотонному взаимодействию. При этом происходит преобразования поля в вещество, но никак не энергии в материю.

Есть ещё такая неприятность. Английское слово matter имеет два значения — «материя», «вещество». В 99% случаев переводят неправильно (ложный друг переводчика).

Не знаю на сколько это правда, но это опровергает Ваше утрвеждение о том, что  энергия не может переходить в вещество.

Подобные «материалы» ничего опровергнуть не могут.

 

Тут недавно marsdmitri очень хорошую ссылку привёл: Окунь, «Что такое масса?» https://mipt.ru/education/chair/physics/S_I/method/Okun.pdf . Как раз по интересующим вас вопросам

toris0
#54087 2022-12-21 12:27 GMT

Спасибо за статью. Сейчас читаю. Очень интересно. И написано хорошо.

Вот выдержка прямо из статьи:

E0 = mc2. (5.4)
Именно утверждение о том, что в инертной покоящейся материи таятся огромные (благодаря квадрату
предельной скорости c) запасы энергии, сделанное Эйнштейном в 1905 г., является главным практическим
следствием теории относительности. На соотношении (5.4) основана вся ядерная энергетика и вся ядерная
военная техника. Возможно, не столь широко известно, что на этом же соотношении основана и вся обычная
энергетика.

Тут видимо авторы тоже путают материю с массой ))

Но для серьезных вопросов я еще не созрел, так как до конца не дочитал.

Fedor
#54091 2022-12-21 20:27 GMT

deleted

Причина: враньё, хамство, глупость, флуд.


отредактировал(а) zam: 2023-01-22 15:34 GMT
toris0
#54094 2022-12-22 07:44 GMT

Вот и настало время продолжения дискуссии.

Изначально хотел поблагодарить товарища ZAM за отличную статью. Прочитал два раза и вдимо прочитаю еще раза два. Спасибо большое.

Теперь про интересное ))

1. В своем первом ответе, Вы написали буквально следующее:

Никакое тело (материя) в энергию перейти не может. Ни полностью, ни частично. Так же, как и энергия не может превратиться в материю.

и чуть позднее еще:

Да по той простой причине, что не может реальность превратиться в выдумку, и наоборот. Ну вот вы, прикладной математик, скажите — может ли колесо превратиться в тригонометрическую функцию?

Никакой энергии в природе не существует. Это наша выдумка, очень полезная выдумка, позволяющая лучше разбираться, что же происходит в природе. Как тригонометрические фушкции очень подезны для описания того, что происходит при вращении .

я понял Вашу логику и могу ответственно заявить, что данное недоразумение вызвано неточностью форулировок с моей стороны. У меня вдимо недостаточно развит профессиональный язык для дискуссий на тему физики частиц и я назвал энергией электромагнитное излучение, подразумевая тем не менее именно его.

и вот основываясь на той статье, которую я прочитал (за которую еще раз спасибо) мне стало понятно что вцелом я был прав и дейтвительно масса может переходить в электромагнитное излучение. Вот собственно цитата, которая это подтверждает:
В результате термоядерных реакций, идущих на Солнце, происходит превращение двух электронов и четырех протонов в ядро гелия и два нейтрино:
2e + 4p → 4He + 2n + Eкин. (10.1)
Выделяемая энергия Eкин = 29, 3 МэВ. Если учесть, что масса протона 938 МэВ, а масса электрона 0,5 МэВ, то относительное уменьшение массы порядка процента (∆m/m = 0, 8 · 10−2).

Там есть и еще определения на эту тему, но приводить их не буду, дабы не делать текс нечитаемым. Кому интересно сам может ознакомиться с ними в тексте статьи.

Таким образом материя может переходить в форму электромагнитного излучения и при этом закон сохранения эренргии не нарушается.

 

2. Во втором ответе Вы написали:

При этом происходит частичное превращение энергии покоя ядер урана в другие виды энергии — тепловую, электрическую...

То же происходит и при сжгании дров или бензина, только там не энергия покоя ядер, а энергия покоя атомов и молекул.

Тут получается что все таки не энергии покоя, а массы. То есть если масса все таки уменьшается, преходя в другие виды «энергии»,

то выделение «энергии» при ядерном распаде обусловлено все таки потерей массы. Вы ведь сами написали, что:

Масса системы не равна сумме масс компонентов сисемы. Масса — величина неаддитивная.

Что как по мне совершенно логично и подтверждается в приведенной Вами статье.

Как и в ньютоновой механике, масса изолированной системы тел сохраняется, не меняется со временем.
Только теперь, разумеется, в число этих тел необходимо включить не только вещество, скажем атомы, но
и излучение (фотоны).

 

Прочитав статью и обдумав всё вышенаписанное, я таки пришел к выводу что изначально был прав, говоря о том, что вся энергия во вселенной запасена в виде массы и электромагнитного излучения. Да я наверно сильно упрощаю картину, даже с учетом уже открытых явлений, и уж тем более с учетом еще неизвестного. Изначально у меня не получилось сформулировать свою точку зрения используя корректную терминологию. Но по сути все вроде бы было написано верно.
 

Очень хотел бы попросил дать ссылки на более продвинутую версию книг по теории относительности. Пока еще не для профи, а для чайников, но эту тему забрасывать не хочется. Спасибо.


отредактировал(а) toris0: 2022-12-23 09:51 GMT
zam
#54144 2022-12-28 16:34 GMT
#54087 toris0 :

Вот выдержка прямо из статьи:

E0 = mc2. (5.4)
Именно утверждение о том, что в инертной покоящейся материи таятся огромные (благодаря квадрату
предельной скорости c) запасы энергии, сделанное Эйнштейном в 1905 г., является главным практическим
следствием теории относительности. На соотношении (5.4) основана вся ядерная энергетика и вся ядерная
военная техника. Возможно, не столь широко известно, что на этом же соотношении основана и вся обычная
энергетика.

Тут видимо авторы тоже путают материю с массой ))

Не вижу никакой путаницы.

zam
#54145 2022-12-28 16:42 GMT
#54094 toris0 :

мне стало понятно что вцелом я был прав и дейтвительно масса может переходить в электромагнитное излучение.

Нет, не правы. В электромагнитное излучение переходит вещество, а не масса.Масса при этом сохраняется. Какая масса была у вещества, такая же стала и у образовашегося излучения.

Вот собственно цитата, которая это подтверждает:
В результате термоядерных реакций, идущих на Солнце, происходит превращение двух электронов и четырех протонов в ядро гелия и два нейтрино:
2e + 4p → 4He + 2n + Eкин. (10.1)
Выделяемая энергия Eкин = 29, 3 МэВ. Если учесть, что масса протона 938 МэВ, а масса электрона 0,5 МэВ, то относительное уменьшение массы порядка процента (∆m/m = 0, 8 · 10−2).

Приведённая цитата как раз это и подтверждает.

Таким образом материя может переходить в форму электромагнитного излучения и при этом закон сохранения эренргии не нарушается.

Вещество может превращаться в поле, поле может превращаться в весщество. И вещество, и поле — это формы материи. Электромагнитное излучение — это распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного поля.

givigudze
#54146 2022-12-28 16:49 GMT

Антенна излучала 2 часа 2кВатт.  Какая масса у излучения ?    Это масса фотонов, этого излучения ?

 

zam
#54148 2022-12-28 18:34 GMT
#54146 givigudze :

Антенна излучала 2 часа 2кВатт.  Какая масса у излучения ?    Это масса фотонов, этого излучения ?

Да, это масса излученной антенной фотонов.

Проще всего эту массу посчитать для ненаправленной антенны (излучает одинаково во все стороны): \(m= \frac {Pt} {c^2}\) .

Здесь \(P\) — излучаемая антенной мощность, \(t\) — время излучения, \(c\) — фундаментальная скорость.

toris0
#54272 2023-01-06 02:19 GMT

Добрый день. Спасибо за разъяснения.

Возник следующий вопрос по этой же самой теме. Если вещество и поле есть по факту одно и то же, то получается что поле так же обладает массой, что и описано в двух предыдущих постах. Но если рассматривать фотоны, которые являются электро-магнитным излучением, то они массу покоя не имеют, так как в состоянии покоя находиться не могут. А излучение имеет массу. Следовательно есть какая то масса «непокоя», раз излучение имеет массу. Опять же если я правильно понимаю любая электромагнитная волна не сильно отличается от фотона (а может быть по факту им и является), ибо имеет ровно такой же набор свойств как у него. И вот вопрос: откуда масса у поля? например у тех же фотонов?

zam
#54277 2023-01-06 17:29 GMT
#54272 toris0 :

Если вещество и поле есть по факту одно и то же, то получается что поле так же обладает массой, что и описано в двух предыдущих постах.

Пропасти между веществом и полем нет. И всё же это не одно и то же. Вещество состоит из фундаментальных частиц с полуцелым спином (фермионов).  Поле состоит из фундаментальных частиц с целым спином (бозонов). 

Но если рассматривать фотоны, которые являются электро-магнитным излучением, то они массу покоя не имеют, так как в состоянии покоя находиться не могут.

Лучше так сказать. Электромагнитное излучение это:

— распространяющиеся в пространстве возмущения ЭМ-поля, то есть ЭМ-волны (это на языке классической физики);

— поток фотонов (это на языке квантовой физики).

Фотоны имеют массу ноль (слово «покоя» — лишнее, потому что масса от скорости не зависит). И именно поэтому они покоиться не могут.

А излучение имеет массу.

Совершенно верно. Потому что излучение — это не один фотон, а много. Масса одного фотона ноль, но масса пары фотонов уже не ноль. (масса не аддитивна, масса системы не равна сумме масс компонентов системы, дефек массы, вроде бы про это уже был разговор).

Следовательно есть какая то масса «непокоя», раз излучение имеет массу.

Есть устаревшее,  бесполезное и даже вредное понятие релятивистской (или динамической) массы. Не пользуйесь им.

Опять же если я правильно понимаю любая электромагнитная волна не сильно отличается от фотона (а может быть по факту им и является), ибо имеет ровно такой же набор свойств как у него.

ЭМ-волна и фотон — это слова из разных языков, как было отмечено ранее. Не пользуйтесь им сразу, либо то, либо это. Естественно, и свойства у них совсем разные, за редким исключенем.

И вот вопрос: откуда масса у поля? например у тех же фотонов?

Масса у поля от того, что оно обладает энергией при нулевом импульсе. Масса фотона равна нулю, потому что хоть он и обладает энергей, но также обладает и ненулевым импульсом. Посмотрите формулу из ответа #54085

 

givigudze
#54279 2023-01-07 10:26 GMT

А как же масса фотона, которая зависит от его частоты ?   Вроде как у каждого даже маленького фотона есть своя масса. Я не помню как она называлась. Но масса у фотона есть.

Это было в учебнике Мякишева ну лет 20 назад.   Так все поменялось  ?  Кто забрал у фотона массу  ?

Потому что есть давление света. Даже один фотон давит на металлическую пластинку когда падает на неё. 

Да и в выводе уранвения эффекта Комптона — там тоже вроде как массой фотона оперрируют. 

Вроде как Фейнман писал что в Космосе у космонавтов бывает что один мелкий фотон попадает в глаз — и человек видит маленкую вспышку.   Прям описывал что можно засечь обычным глазом один отдельный фотон.  Может я ошибаюсь это откуда из другого источника.  

zam
#54280 2023-01-07 11:17 GMT
#54279 givigudze :

А как же масса фотона, которая зависит от его частоты ?   Вроде как у каждого даже маленького фотона есть своя масса. Я не помню как она называлась. Но масса у фотона есть.

Это называлось «релятивистская масса»:  \(m_{rel}= \frac{h\nu }{c^2}\) . Но «релятивистская масса» — эо не масса. А масса любого фотона равна нулю.

Это было в учебнике Мякишева ну лет 20 назад.   Так все поменялось  ?  Кто забрал у фотона массу  ?

А давайте вы найдёе и почитаем, что там написано.

Никто у фотона массу не забирал. Как была ноль, так и осталась.

Потому что есть давление света. Даже один фотон давит на металлическую пластинку когда падает на неё. 

Конечно. Потому что у любого фотона есть импульс.

Да и в выводе уранвения эффекта Комптона — там тоже вроде как массой фотона оперрируют. 

Нет. Там только масса электрона:  https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Комптона https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Комптона .

Вроде как Фейнман писал что в Космосе у космонавтов бывает что один мелкий фотон попадает в глаз — и человек видит маленкую вспышку.   Прям описывал что можно засечь обычным глазом один отдельный фотон.  Может я ошибаюсь это откуда из другого источника.

Да, это у Фейнмана. И опять всё логично. Потому что у любого фотона есть энергия. (Зрительное ощущение может вызвать только достаточно энергичный фотон; а что такое «мелкий» фотон — я не знаю).

Тут ещё важно вот что. Речь идёт о весьма и весьма энергичных фотонах — рентгеновского или гамма-диапазона. Они способны прошить обшивку корабля и попасть в глаз не через зрачёк, а как угодно, вызвав вспышку непосредственно в стекловидном теле глазного яблока.

 

givigudze
#54281 2023-01-07 13:20 GMT

Я и так помню — было написанно, что масса покоя фотона равна нулю. Так же было объясненно что фотон живет только когда летит со скоростью света.  И в покое он не существует.

Но и была масса из формулы  E=mc^2.  У фотона энергия есть — есть, значит по формуле Эйнштейна находим массу. 

И давление света выводилось именно из этой массы.

Если есть импульс — значит должна быть масса. Там уж как угодно её называйте. Но как может быть импульс без массы.  

zam
#54283 2023-01-07 14:11 GMT
#54281 givigudze :

Я и так помню — было написанно, что масса покоя фотона равна нулю.

Всё правльно. Устаревшее «масса покоя» или актуальное «масса» — это одно и то же.

Так же было объясненно что фотон живет только когда летит со скоростью света.  И в покое он не существует.

Я бы это сформулировал несколько иначе. Так как масса фотона равна нулю, в инерциальной системе отсчёта он может двигаться только с фундаментальной скоростью (обычно обозначается "с"). В неинерциальной системе — с какой угодно скоростью.

Но и была масса из формулы  E=mc^2. 

Либо так: \(E_0=mc^2\) .

Либо так: \(E=m_{rel}c^2\) .

\(E_0\)   — энергя покоя, \(E\)  — полная энергия, \(m\)  — масса, \(m_{rel}\)  — релятивистская масса. Скорее всего, в учебнике указано, какими буковками там что обозначено.

У фотона энергия есть — есть, значит по формуле Эйнштейна находим массу.

Не массу, а «релятивистскую массу».

Эйнштейн писал: «Всякой массе соответствует некоторая энергия; обратное — неверно».

И давление света выводилось именно из этой массы.

Из релятивистской массы — сколько угодно: импульс фотона: \(p=\frac{h\nu }{c}= \frac{E}{c}=m_{rel}c\) . Но релятивистская масса — это не масса.

Если есть импульс — значит должна быть масса.

Нет. Для импульса (как и для кинетической энергии) наличие ненулевой массы не обязательно.

Но как может быть импульс без массы. 

Определение импульса: \(p=\frac{mv}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}} =m_{rel}v\) . Если \(m=0\) , то \(v=c\) и получается непределённость типа \(\frac{0}{0}\) . Раскрытие её по правилам математического анализа приводит к выше указанным соотношениям.


отредактировал(а) zam: 2023-01-07 15:05 GMT
givigudze
#54284 2023-01-07 17:14 GMT

Почему релятивистская масса — не масса ?  Формула Эйнштейна для той и другой массы одна и та же.    И ту и другую массу мы используем в механических формулах.

Вообще как-бы говорят что  M = Mпокоя + Mрелятивистская добавка.   Ну нет у фотона Mпокоя, поэтому принимают что M = Mрелятивистская добавка    для фотона.  

Я лично формулу Эйнштейна принимаю так — это максимальная энергия, которой может обладать тело заданной массой (какой бы она ни была).   Энергия она одна, она не может быть энергией покоя или еще чего-быто ни было, касательно энергии из формулы Эйнтштейна. 

Понятно что  если сказать «Энергия Покоя», то этот термин не применим для фотона. Но если у нас есть фотон — он ударился об стальную стену — то выделилась именно столько энергии сколько мы посчитали по формуле Эйнштейна.  Тут же как-бы и квантовая теория — мы же типо никогда не знаем где фотон, какая у него энергия. Вот произошло событие — выделилась энергия.   То есть мы либо знаем координаты фотона либо его энергию.  Вот фотон упокоился на стене — вот она энергия его покоя.

Опять же впорос что такое энергия покоя ?  Без Эйнштейна не было такого понятия. Была обычная энергия и обычная масса.  Все энергии друг в друга переходили и никаких проблем с определением не было.  Максвелл вообще на 600 листах описал свои уравнения на механической системе из шестеренок и маховиков.  Вот у Максвелла и Хевисайда нет никаких фотонов и тем более массы у излучения.   И тем не менее давление света по их формулам можно посчитать.   Как проверить что энергия покоя соответсвует формуле Эйнштейна и что это будет именно энергия покоя ?  

zam
#54286 2023-01-07 19:30 GMT
#54284 givigudze :

Почему релятивистская масса — не масса ?

Потому чо должна соблюдаться преемственность классической (ньютоновой) механики и релятивистской механики. Одинаковые величины должны называться одинаковыми именами.

«А релятивистская масса» — это то же самое, что полная энергия с точностью до постоянного множителя: \(m_{rel}=\frac{E}{c^2}\) . То есть, совершенно избыточное, лишнее понятие. Поэтому и вышдо из употребления.

Формула Эйнштейна для той и другой массы одна и та же. 

Это как это??

\(m_{rel}=\frac{E}{c^2}\\m=\sqrt{\frac{E^2}{c^4}-\frac{p^2}{c^2}}\)

Это что, одна и та же формула?

И ту и другую массу мы используем в механических формулах.

Раньше использовали (при этом нужно было дополнительно следить, чтобы не перепутать)  Теперь осталась одна. 

Вообще как-бы говорят что  M = Mпокоя + Mрелятивистская добавка. 

Mрелятивистская = Mпокоя + Mрелятивистская добавка. Вот так правильно.

Ну нет у фотона Mпокоя, поэтому принимают что M = Mрелятивистская добавка    для фотона. 

Точнее, для фотона Mпокоя = 0. Поэтому Mрелятивистская = Mрелятивистская добавка.

Я лично формулу Эйнштейна принимаю так — это максимальная энергия, которой может обладать тело заданной массой (какой бы она ни была).

Какая формула? Вот эта \(E_0=mc^2 \) ? Это мнимальная энергия, которой может обладать тело заданной массы. Это когда тело покоится. А когда тело движется то энергия больше. Чем больше скорость, тем больше энергия. И предела для энергии нет. При стремлении скорости к фундаментальной, энергия стремится к бесконечности.

Энергия она одна, она не может быть энергией покоя или еще чего-быто ни было, касательно энергии из формулы Эйнтштейна. 

Ну-ну-ну. Энергия — величина относительная, то есть зависит от выбора системы отсчёта. Это и в классической механике так. Кинетическая энергия зависит от скорости. Чем больше скорость, тем больше энергия, а скорость — величина относительная.

Понятно что  если сказать «Энергия Покоя», то этот термин не применим для фотона. Но если у нас есть фотон — он ударился об стальную стену — то выделилась именно столько энергии сколько мы посчитали по формуле Эйнштейна. 

Если фотон поглотился стенкой, то энергия стенки увеличилась на энергию фотона. Закон сохранения энергии. При чём тут Эйнштейн?

 

Тут же как-бы и квантовая теория — мы же типо никогда не знаем где фотон, какая у него энергия.

Лучше бы ту бе квантовой теории обойтись. Запутаемся.

Вот произошло событие — выделилась энергия.   То есть мы либо знаем координаты фотона либо его энергию.  Вот фотон упокоился на стене — вот она энергия его покоя.

Энергя фотона превратилась во внутреннюю энергию стенки.

Неопределённость координаты связвна с неопределённостью импульса. А неопределённость энергии связана с неопределённостью промежутка времени.

Фотон не упокоился, а исчез, а его энергия движения (энергии покоя у него нет) превратилась в энергию стенки.

Опять же впорос что такое энергия покоя ?  Без Эйнштейна не было такого понятия.

Энергия покоя — это энергия тела, в той системе отсчёта, в которой тело покоится, Было и до Эйнштейна. Только чаще она называлась внутренней энергией. Но, бесспорно, Эйнштейн вдохнул в это понятие совершенно новый смысл. Он показал, что грамм любого вещества содержит огромную энергию (9*1013 джоулей). Проблема в том, как её оттуда достать (превратить в другие виды энерии).

Была обычная энергия и обычная масса.  Все энергии друг в друга переходили и никаких проблем с определением не было. 

В этом отношении ничего не изменилось.

Максвелл вообще на 600 листах описал свои уравнения на механической системе из шестеренок и маховиков. 

Нет в его уравнениях никаких шестерёнок и маховиков. Уже после его смерти в его черновиках нашлись рисунки с попытками построения эфира из шестерёнок и маховиков. Вот когда он убедился, что это невозможно, тогда и написал свои уравнения.

Вот у Максвелла и Хевисайда нет никаких фотонов и тем более массы у излучения.

Да. Не доросла ещё тогда наука до этих вещей.

И тем не менее давление света по их формулам можно посчитать.  

Да. Через вектор Пойнтинга.

Как проверить что энергия покоя соответсвует формуле Эйнштейна и что это будет именно энергия покоя ?  

Эксперименты по электрон-позитронной аннигиляции. Полное превращение энергии покоя в энергию излучения.

givigudze
#54300 2023-01-08 07:44 GMT

С энергией покоя стало понятно, с массой тоже.

Остаются некоторые выражения

1. Никакое тело (материя) в энергию перейти не может. Ни полностью, ни частично. Так же, как и энергия не может превратиться в материю.

а что происходит при соединении электрона и позитрона ? 

2. Такое бывает, например, при аннигиляции электрона и позитнона. Энергия покоя электрона и позитрона полностью переходит в энергию электромагнитного излучения (то есть, в энергию родившихся в этой реакции двух или трёх фотонов).

это разве не опровержение первого утверждения ?  Опять же куда делась материя электрона и позитрона ? 

3. Если есть формула Эйнштейна  E = mc^2   — в чем тут дилетанство сичтать что масса может перети в энергию, а энергия в массу ?   Тем более что есть статьи о том что электрическую энергию превращают в вещество, а при ядерном распаде вещество становится теплом в наших домах. 

 

Автору  ( toris0 )  реккомендую разобраться с понятием энергии покоя, дальше задавать вопросы о том что не понятно в данном понятии.  Разобраться с энергией излучения. 

А формулу Эйнштейна  E = mc^2  нужно тогда давать с формулировкой (комментарием), что из массы  Mпокоя мы никогда и ни при каких обстоятельства даже наноджоуля не получми.

и E = mc^2  — это минимальная энергия тела, которую из него никак не выжать. 

zam
#54301 2023-01-08 09:30 GMT
#54300 givigudze :

1. Никакое тело (материя) в энергию перейти не может. Ни полностью, ни частично. Так же, как и энергия не может превратиться в материю.

а что происходит при соединении электрона и позитрона ? 

Материя в форме вещества (электрон и позитрон) превратилась в материю в форме поля (фотоны).

Энергия системы «электрон+позитрон» превратилась в энергию системы фотонов.

Импульс системы «электрон+позитрон» превратился в импульс системы фотонов.

Спин системы «электрон+позитрон» превратился в спин системы фотонов.

Электрический заряд системы «электрон+позитрон» превратился в электрический заряд системы фотонов.

Масса системы «электрон+позитрон» превратилась вя массу системы фотонов.

(Кстати, последнее соотношение запрещает превращение системы «электрон+позитрон» в один фотон, потому что масса фотона ноль).

Все законы сохранения выполнены.

2. Такое бывает, например, при аннигиляции электрона и позитнона. Энергия покоя электрона и позитрона полностью переходит в энергию электромагнитного излучения (то есть, в энергию родившихся в этой реакции двух или трёх фотонов).

это разве не опровержение первого утверждения ?  Опять же куда делась материя электрона и позитрона ? 

Вы не считаете фотон материальным?

3. Если есть формула Эйнштейна  E = mc^2   — в чем тут дилетанство сичтать что масса может перети в энергию, а энергия в массу ?   Тем более что есть статьи о том что электрическую энергию превращают в вещество, а при ядерном распаде вещество становится теплом в наших домах. 

Дилетанство в том, что формула показывает, что увеличени массаы ведёт к увеличению энергии покоя,  уменьшение массаы ведёт к уменьшению энергии покоя. Если бы масса превращалась в энергию, то формула выглядела бы как-то так: \(E+mc^2=Const\) .

Это глупые (а часто просто лживые) статьи. Такие статьи часто философы сочиняют (то есть люди, не способные думать).

Автору  ( toris0 )  реккомендую разобраться с понятием энергии покоя, дальше задавать вопросы о том что не понятно в данном понятии.  Разобраться с энергией излучения. 

А формулу Эйнштейна  E = mc^2  нужно тогда давать с формулировкой (комментарием), что из массы  Mпокоя мы никогда и ни при каких обстоятельства даже наноджоуля не получим.

и E = mc^2  — это минимальная энергия тела, которую из него никак не выжать. 

О-хо-хо… Без комментариев.

givigudze
#54302 2023-01-08 10:07 GMT

А когда фотон упал на чугунную пластину и допустим не отразился.  Или фотон упал в прибор, под названием почти черное тело.   Куда делась масса ?

Ведь известна что приемная антенна со временем работы свою массу не увеличивает. 

 

А у двух фотонов масса  больше чем масса одного помноженная на 2  ?   Возможно какой-то квантовый эффект, но опять же квантовщики хвалятся что могут сделать прибор, который будет испускать одиночные фотоны и могут нам простым людям показать корпускулярные свойства фотона. 

 

Ну наверное тогда разумен вопрос   -  Что тяжелее килограмм железа или килограмм фотонов ?   И что масса никогда никуда не теряется  ? 

Энергия излучения   и кинетическая энергия стальных шариков  -  это энергии которыми можно оперировать в уравнених  без специальных пометок (то есть спокойно складывать и вычитать)   ?

Ну допутим в замкнутой системе есть тепловой источник и отражающиеся от стенок стальные шарики.  Eшариков + Eтепловая  =  Constanta.    ?  

zam
#54304 2023-01-08 10:35 GMT
#54302 givigudze :

А когда фотон упал на чугунную пластину и допустим не отразился.  Или фотон упал в прибор, под названием почти черное тело.   Куда делась масса ?

Ведь известна что приемная антенна со временем работы свою массу не увеличивает. 

Известно, что увеличивает.

А у двух фотонов масса  больше чем масса одного помноженная на 2  ?   Возможно какой-то квантовый эффект, но опять же квантовщики хвалятся что могут сделать прибор, который будет испускать одиночные фотоны и могут нам простым людям показать корпускулярные свойства фотона. 

Больше. Масса системы не равна сумме масс компонентов системы. Разница называется дефектом массы. Это не квантовый эффект. Это банальный факт в теории относительности, то есть в классической физике.

Ну наверное тогда разумен вопрос   -  Что тяжелее килограмм железа или килограмм фотонов ?   И что масса никогда никуда не теряется  ? 

Что такое «тяжелее»?

В замкнутой (изолированной) системе масса никуда не теряется и ниоткуда не появляется. Это следствие законов сохранения энергии и импульса.

 

Энергия излучения   и кинетическая энергия стальных шариков  -  это энергии которыми можно оперировать в уравнених  без специальных пометок (то есть спокойно складывать и вычитать)   ?

Да. Энергия (в отличие от массы) величина аддитивная.

Ну допутим в замкнутой системе есть тепловой источник и отражающиеся от стенок стальные шарики.  Eшариков + Eтепловая  =  Constanta.    ?  

Да.


отредактировал(а) zam: 2023-01-08 10:55 GMT
zero43
#54305 2023-01-08 10:50 GMT

deleted

Причина: флуд в тематическом разделе.


отредактировал(а) zam: 2023-01-08 10:54 GMT
givigudze
#54309 2023-01-08 11:58 GMT

Приведите пример когда увеличивается масса тела, которое принимает излучение. 

Если мы возьмем две одинаковые антенны одна будет излучать, другая принимать, а потом через 100 лет работы их взвесим одна будет тяжелее другой, причем приемная будет тяжелее ?

Где можно об этом прочитать ?  

zam
#54311 2023-01-08 12:39 GMT
#54309 givigudze :

Приведите пример когда увеличивается масса тела, которое принимает излучение. 

Берём чайник с водой и стаим на солнышко. Чайник нагревается солнечным излучением. Масса тёплого чайника больше, чем масса холодного чайника.

Если мы возьмем две одинаковые антенны одна будет излучать, другая принимать, а потом через 100 лет работы их взвесим одна будет тяжелее другой, причем приемная будет тяжелее ?

Нет. Передающая антенна излучает фотоны, при это теряет массу. Но она получает энергию от источника электроэнергии, при этом получает массу. В итоге её масса неизменна.

Приёмная антенна поглощает фотоны, при этом увеличивает массу. Но она отдаёт электроэнергию другим приборам, при этом теряет массу. В итоге её масса неизменна.

Где можно об этом прочитать ? 

В многократно рекомендованной статье Льва Окуня:  https://www.victorpetrov.ru/lev-okun-massa-energiya-otnositelnost.html https://www.victorpetrov.ru/lev-okun-massa-energiya-otnositelnost.html .

Ещё могу предложить статью того же автора попроще:  https://elementy.ru/bookclub/chapters/432008/O_dvizhenii_materii_Glava_iz_knigi  https://elementy.ru/bookclub/chapters/432008/O_dvizhenii_materii_Glava_iz_knigi .

 

givigudze
#54318 2023-01-08 13:46 GMT

Про то что чайник на солнце будет весить больше — расскажите в ЦСМ, посмотрим что они Вам скажут.  Честно, не верю. Где опыты, видео опытов ?

Приемную антенну можно и не подключать. Передающую антенну можно запитать индуктивной связью, или вообще сделать механическую антенну.   Чайник на солнце — ничем не отличается от антенны. Чайник — это антенна для теплового диапазона. Есть даже такие черные чайники для тех кто нагревает их на солнце. 

В статье написанно

" а обычную ньютоновскую массу m в СТО называют массой покоя и начинают обозначать m0 "

Почему ньютоновская масса не является массой покоя ?    Автор вроде бы хотел всё объяснить и ввести разъяснения в формулу Эйнштейна и её интерпретацию, но по-моему, только еще больше запутывает.  

Если нет явных зарактерных опытов, то тогда нужно написать постулаты или утверждения. Записать их список написать комментарии  и оставтить до дальнейшего понимания. 

Вот автор пишет что унивреситетские преподователи не совсем верно объясняют тем кто будет школьными преподователями. Да большинство университетских преподователей до сих пор  элементарных вещей не понимают. У нас вот КТН и КФМН  линейных уравнений то составить не могли на любые физические процессы, а преподователи физики верили что тепловое и световое излучение не обладают электромагнитной природой.   Тут дело не в статьях, не вымышленых фактах, не в фантазии.  

 

zam
#54323 2023-01-08 14:31 GMT
#54318 givigudze :

Про то что чайник на солнце будет весить больше — расскажите в ЦСМ, посмотрим что они Вам скажут.  Честно, не верю. Где опыты, видео опытов ?

Им-то зачем? У них и приборов таких нет, чтобы проверить (и ни у кого нет). При современном развитии измерительной техники нужны эксперименты, где изменение энергии сравнимо с энергией покоя. Это, прежде всего, ядерные реакции. Вот там опытов сколько угодно. Самый эффектный — ядерный взрыв. И видео есть.

Приемную антенну можно и не подключать.

Тогда она будет нагреваться. И отдавать энергию окружающей среде. Впрочем, как и чайник.

Передающую антенну можно запитать индуктивной связью, или вообще сделать механическую антенну. 

В любом случае к передающей антенне нужно подводить энергию.

Впрочем, есть такой вариант. Вращающийся диполь. Он излучает. На это тратится кинетическая энергия, которая превращается в энергию излучения. Вращение тормозится, масса уменьшается. . 

В статье написанно

" а обычную ньютоновскую массу m в СТО называют массой покоя и начинают обозначать m0 "

Так именно такие глупости автор и критикует.

Почему ньютоновская масса не является массой покоя ? 

Потому что и в ньютоновской меанике, и в релятивистской механике масса от движения не зависит. Поэтому слово «покоя» совершенно лишнее.

   Автор вроде бы хотел всё объяснить и ввести разъяснения в формулу Эйнштейна и её интерпретацию, но по-моему, только еще больше запутывает.

А по мне так статья кристалльно ясная.

Если нет явных зарактерных опытов, то тогда нужно написать постулаты или утверждения. Записать их список написать комментарии  и оставтить до дальнейшего понимания.

Боюсь вас огорчить, но опытов сколько угодно.

У нас вот КТН и КФМН  линейных уравнений то составить не могли на любые физические процессы, а преподователи физики верили что тепловое и световое излучение не обладают электромагнитной природой. 

Вот тут полностью с вами согласен! 9 из 10 кандидатов и 5 из 10 докторов решить (не то что составить) линейное дифференциальное уравнение не могут.

Тут дело не в статьях, не вымышленых фактах, не в фантазии.

Конечно. Дело в системе образования в СССР/России (так-называемой «лучшей в мире системе образования»).

120 лет деградации даром не проходят..

 

givigudze
#54349 2023-01-09 09:29 GMT

Тогда опыты в студию !   Я думаю опыты лучше расскроют понятие энергия.   Один опыт лучше тысячи вычислений. Лучше один раз увидеть чем сто раз прочитать. 

Опыты нужны только с видео. Желательно чертежи установок, комменатрии экспертов. 

Вот когда руку суешь в рупорную антенну сразу понимаешь что такое энергия и как она действует.   Это факт.  Никаких относительностей.

А вот когда рассказывают про две щели, электроны которые по одиночке выпускают, наблюдатель, которого никто не видел, в руках не держал, и видео опыта нет.

Ну вот есть опыт который докажет существование фотонов как частиц, корпускул?   То есть выпустили один фотон — восприняли его — посчитали частоту, фазу, плоскость поляризации.  Ну что-бы все четко ясно по полочкам.  

Вот не верит человек в волновые свойства света — ему можно кольца Ньютона показать, дифракцию, интерференцию, линзы Френеля, Параболические зеркала  и многое другое.

Что могут квантовщики показать ?

 

Sopov
#54355 2023-01-09 20:59 GMT

deleted

Причина: нарушение правил форума — «2. На форуме запрещается давать заведомо ложную информацию».


отредактировал(а) zam: 2023-01-09 21:28 GMT