能量守恒定律验证

2024-11-09 00:39:23
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回答(1):

实验室中可以利用气垫导轨研究一维碰撞实验来验证能量守恒定律。

过程分析:

讨论两个球的碰撞过程。碰撞过程可分为两个过程。开始碰撞时,两球相互挤压,发生形变,由形变产生的弹性恢复力使两球的速度发生变化,直到两球的速度变得相等为止。这时形变得到最大。这是碰撞的第一阶段,称为压缩阶段。此后,由于形变仍然存在,弹性恢复力继续作用,使两球速度改变而有相互脱离接触的趋势,两球压缩逐渐减小,直到两球脱离接触时为止。这是碰撞的第二阶段,称为恢复阶段。整个碰撞过程到此结束。

 

能量守恒定律(energy conservation law)即热力学第一定律是指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和,而是静止能量(固有能量)、动能、势能三者的总量。
。能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。

 

其他验证方法介绍:

焦耳热功当量实验是早期确认能量守恒的有名实验。在保持总能量不变的前提下,固有能量、动能、势能之间可以相互转化。最典型的例子就是在正电子和负电子湮没成光子的过程中,正负电子的全部固有能量(对应于静止质量)转化成了光子能量即电磁辐射能(相应的质量为光子的动质量)。又如在原子核裂变过程中,部分固有能量转化为动能。一个有多种成分组成的复合系统,其整体的固有能量(或静质量)是各组成部分的固有能量(或静质量)与相互作用势能的总和。例如,稳定原子核的静质量要比构成它的核子(质子和中子)的静质量之和为小,两者之差称为质量亏损,与之相应的能量就是原子核的结合能(来自核子之间的相互作用势能);核能就是原子核反应过程中释放出来的原子核结合能,它是质能关系的直接证据。
能量守恒定律和动量(角动量)守恒定律成功应用的最典型事例是基本粒子实验中中微子的发现。中微子是一种静止质量微小、不带电且与物质相互作用极其微弱的基本粒子。20世纪20年代末30年代初,对原子核β衰变能谱的研究发现衰变后发射出的电子(即β射线)带走的能量比它按能量守恒定律所应带走的能量要小(似乎丢失了部分能量),而且原子核的自旋与电子的自旋不符合量子力学中的角动量合成规则。为了解释这种现象,要么放弃能量和角动量守恒定律,要么假定有一种未能观测到的基本粒子即中微子存在,以便保持这些守恒定律成立。物理学家最终选择了后者,并且利用其他的基本粒子实验证实了中微子(和反中微子)的存在,能量守恒定律和动量(角动量)守恒定律在这些过程中仍然有效。
上述狭义相对论能量、质量、动量的概念和定义,以及能量守恒定律和动量(角动量)守恒定律,或者更一般的能量–动量守恒定律(角动量守恒包含在其中),不仅适用于力学现象,而且适用于整个平直时空中的物理学

回答(2):

能量守恒定律是自然界的普遍规律,是公理。不能用理论证明,也无法用理论证明!

它是人们对自然界无数现象理论化的总结,作为客观规律存在在世界上。奇怪的是人们所发现的现象无一例外的都符合这个定律,所以将它奉为自然界的最基本规律之一。

而一旦有一天发现确有某一现象的例外,那便宣告了能量守恒定律的不复存在(或者限定出它的适用范围),从而带来科技界的一场变革!
能量守恒的意思是,宇宙的总和(包括人类看的见和看不见的一切物质和能量)不会自己增加,也不会自己减少.这样理解起来很简单.爱因斯坦发现质能转换定律后,能量守恒定律基本完善,根据这个理论,整个宇宙的所有东西都可以量化为能量。
E=MC^2, 质量不会消失,能量自然也不会消失了。

回答(3):

初中的时候学的焦耳的试验

回答(4):

量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变。18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后,这一定律始得公认。20世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量守恒定律。
20世纪,爱因斯坦推导出了狭义相对论,他指出,物质的质量和它的能量成正比,可用以下公式表示:E=mc2式中E为能量;m为质量;c为光速。以上公式说明物质可以转变为辐射能,辐射能也可以转变为物质。这一现象并不意味着物质会被消灭,而是物质的静质量转变成另外一种运动形式。(由于当时科学的局限,这条定律只在微观世界得到验证,后来又在核试验中得到验证)所以20世纪以后,这一定律已经发展成为质量守恒定律和能量守恒定律,合称质能守恒定律。

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/94157761.html