Правильно ли интерпретировать E=mc2E=mc2E=mc^2, используя потенциальную энергию?

Мне интересно, что это правильная интерпретация для интерпретации Е "=" м с 2 с потенциальной энергией. Я имею в виду вот что: когда я изучал ядерный синтез, не хватало массы. Ядерный синтез водорода происходит, когда четыре ядра водорода сливаются в одно ядро ​​гелия.

Водород — это один протон, а гелий — это два протона и два нейтрона. Нейтрон немного тяжелее протона. Но есть что-то странное. Где недостающая масса? В результате гелий должен быть тяжелее суммы четырех протонов, но это не так.

Поэтому я интерпретировал эту ситуацию как использование Е "=" м с 2 . Потенциальная энергия имеет отрицательную энергию, поэтому с точки зрения м "=" Е / с 2 , можно иметь отрицательную массу.

Но я не могу быть уверен в этой интерпретации. Как я могу объяснить недостающую массу?

Плюс: можно ли интерпретировать энергию связи как использование Е "=" м с 2 ?

Ps Я корейский студент, поэтому не привык писать на английском. Пожалуйста, дайте мне комментарий, если вам трудно понять.

Ответы (2)

Прежде всего

Потенциальная энергия имеет отрицательную энергию, поэтому с точки зрения m=E/c2 возможно иметь отрицательную массу

Потенциальная энергия имеет значение только как разница между двумя состояниями, а не как абсолютная величина. Таким образом, отрицательная масса на самом деле будет не массой, а разницей между массами двух состояний. В этом случае можно было бы сказать, что четыре протона имеют большую массу, чем одно ядро ​​гелия, потому что они содержат больше энергии. Или, другими словами, если я хочу разделить ядра гелия на составные части, мне нужно приложить некоторую энергию, которая проявится в увеличении массы.

Второй:

Старая специальная теория относительности определяла несколько типов масс для решения проблем, подобных той, что у вас есть. Но из-за большой путаницы физики отказались от них и остановились на одном виде массы — массе покоя. Для массы покоя уже не верно, что сумма составляющих масс равна массе составной системы. Масса составной системы задается нормой 4-импульса. В двухчастичной системе это:

м 2 с 2 "=" п 2 "=" η мю ν ( п 1 мю + п 2 мю ) ( п 1 ν + п 2 ν ) "=" м 1 2 с 2 м 2 2 с 2 + 2 п 1 п 2 .
Последнее слагаемое зависит от внутренней энергии системы.

Я думаю, гораздо проще просто принять, что масса не является экстенсивной величиной, чем пытаться толковать интерпретацию Е "=" м с 2 . Масса должна быть мерой "сопротивления ускорению" объекта, и было бы хорошо, если бы она была свойством самого объекта. Тогда мы могли бы использовать это как геометрическую величину и работать с ней на абстрактном языке, где не может возникнуть путаницы при переключении кадров. Это верно для массы покоя, но не для других масс, определенных по формуле Е "=" м с 2 .

«Потенциальная энергия имеет значение только как разница между двумя состояниями, а не как абсолютная величина. Таким образом, отрицательная масса на самом деле была бы не массой, а разницей между массами двух состояний». -> Если я вычислю разность потенциальной энергии с E/c^2=m, могу ли я получить результат; разница масс между 4 атомами водорода и гелием.?

@Umaxo абсолютно прав, но я думаю, что ваша проблема связана с тем, что вы предполагаете, что четыре ядра водорода сливаются в ядро ​​гелия. Но на самом деле то, что на самом деле происходит в таких звездах, как Солнце:

Ядра дейтерия (это водород с нейтроном) и ядра водорода (просто протон) сливаются в гелий-3 (это гелий только с 1 нейтроном). Затем два таких гелия-3 сливаются в гелий-4 (гелий с 2 ​​протонами и 2 нейтронами). Если выразиться более кратко:

( 1 2 Д ) + ( 1 1 ЧАС ) ( 2 3 ЧАС е )
( 2 3 ЧАС е ) + ( 2 3 ЧАС е ) ( 2 4 ЧАС е ) + п + + п +

Вот почему на нашем Солнце нет увеличения массы. Такие процессы называются протон-протонными цепными реакциями .

Конечно, в ядре гелия есть некоторая энергия связи. Когда вы сравниваете ожидаемую массу ядра гелия и ее экспериментальное значение, вы обнаружите, что экспериментальное значение ниже ожидаемого. Эта разница масс Δ м , известный как дефект массы, и он точно равен:

Δ м "=" Е б с 2
где Е б является энергией связи. Так вот где Е "=" м с 2 на самом деле появляется.

Итак, откуда берется энергия связи? Это происходит от электрической силы? сила тяжести? сильная сила? Где источник связывающей силы?
@정우남 извините за задержку... только что увидел комментарий... энергия связи связана с ядерной силой. Разница между ядерным и сильным взаимодействием разъясняется здесь .
Большое спасибо :)