Механика. Щербаченко Л.А. - 46 стр.

                   Например, солнечное излучение за 1 секунду приносит на Землю на площадку в 1
                                                                               Дж
            квадратный метр перпендикулярную солнечным лучам E ′ = 1,4 ⋅ 103
                                                                              с ⋅ м2
                                                                           Дж
                   Суммарная энергия на Землю: ∆E = E ′ ⋅ 4πR 2 = 4 ⋅ 1026      . Солнце ежедневно
                                                                            с
                               ∆E
            теряет массу ∆m = 2 = 4,4 ⋅ 109 кг !
                               c              с
                                                                       ∆m
                   Но по сравнению с массой солнца она ничтожна мала        = 2 ⋅ 10− 21 c −1
                                                                        m
                   Из сравнения (10) с (14) видно, что в обоих случаях энергия связана с
            инертностью тела одной и той же формулой. Вследствие этого оказываются связанными
            между собой две важнейшие характеристики материи: энергия и инертность, т. е. масса.
            Приведенный вывод соотношения между энергией и массой показывает, что оно
            справедливо как соотношение между инертной массой тела и его полной энергией, т. е.
            суммой кинетической энергии и энергии покоя. Но выполняется ли оно для других видов
            энергии, например для потенциальной энергии, может решить лишь эксперимент.
            Установленный равенством (8) закон сохранения энергии заставляет думать, что
            имеется большая вероятность справедливости этого соотношения для потенциальной
            энергии, т. е. справедливости утверждения, что потенциальная энергия обладает
            инертными свойствами. Если окажется, что равенство (14) носит универсальный характер,
            т. е. применимо для произвольных видов энергий, то оно является одним из самых
            фундаментальных законов физики. Эксперимент показывает, что это действительно так.
            Соотношение (14) называется соотношением между массой и энергией и было установ-
            лено Эйнштейном. Иногда говорят об этом равенстве как об эквивалентности массы и
            энергии. Это выражение неудачно, как это будет ясно из дальнейшего, и поэтому
            использоваться не будет.

                 Экспериментальная проверка соотношения между массой и энергией.
                   При выводе релятивистского уравнения движения были рассмотрены
            эксперименты, из которых следует, что инертность тела зависит от скорости и зависит
            именно так, как предусматривается формулой для релятивистской массы, входящей в это
            уравнение. Такая зависимость массы от скорости следует также из принципа отно-
            сительности и преобразований Лоренца. Поэтому все экспериментальные данные,
            подтверждающие преобразования, Лоренца, подтверждают также и соотношение (14).
                   Лишь один вопрос не затрагивается этими экспериментами: является ли энергия
            покоя тс2 действительно энергией или это просто некоторая величина, имеющая ее
            размерность, но не имеющая физического смысла? Однако какой смысл имеет вопрос,
            является ли величина тс2 с размерностью энергии энергией? Не тавтология ли это? Нет,
            не тавтология, и вопрос этот имеет вполне ясный физический смысл: может ли энергия,
            покоя т0с2 превращаться в другие виды энергии? Если может, то это реальная энергия,
            как и все другие виды энергии, а если не может, то это просто некоторая вспо-
            могательная величина, не имеющая реального физического значения. Опыт показывает,
            что энергия покоя может превращаться в другие виды энергии и, следовательно, это
            действительно энергия.
                   Одним из многочисленных экспериментальных            доказательств      этого
            утверждения является так называемая аннигиляция элементарных частиц. Электрон и
            позитрон могут рассматриваться как совершенно одинаковые частицы, отличающиеся
            лишь знаком заряда и магнитного момента. Массы их одинаковы и могут быть измерены,
            например, по их движению в магнитном поле, и полная энергия, включающая в себя
            кинетическую энергию и энергию покоя, может быть определена. Поскольку магнитное

                                                                                               46

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com