作业帮[讨论]化学反应能否改变原子核能量?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/14 04:06:44
[讨论]化学反应能否改变原子核能量?
如果原子振动加剧,是否可以认为原子核的能量增加?
如果原子振动加剧,是否可以认为原子核的能量增加?
如果原子振动加剧,是否可以认为原子核的能量增加?
我们说某个原子的振动实质上是指在其它原子的势场（即化学键引力场,归结为核势场和电子的势场）中在某个平衡位置附近做往复运动,振动具有振动动能（就是该原子的动能）和振动势能（是该原子和势场的共有能量）.振动过程中这两部分不断相互转化.振动加剧是指这两部分的和增大.其中核是原子的主要质量部分,原子整体的动能近似就是核的动能,振动过程中电子当然在绕核高速运转,但这种高速运转的能量（称为电子的动能）是不计入原子的动能之中的,应计入的是电子因整个原子运动而发生的总体上平移的运动,这部分可以忽略.如前所述,振动过程中,原子的动能在不断改变,核的动能就在不断改变.与此同时,原子核在周围势场中的电势能也会发生变化.原子振动能总量的增加近似等于核动能和势能的增加.
核内部的能量（以质子、中子静止质量表现的能量,和其中强弱相互作用表现的势能）是否会受化学反应或原子振动能量变化的影响呢?
我对原子核内部知之甚少,无法准确回答.按一般理解不影响,但是不是绝对无影响呢?至少从哲学的角度可以肯定,外部（电子运动）的变化或多或少地会引起内部变化.不过这种影响和核内部作用力相比九牛一毛,完全可以忽略.
那化学反应改变的都是电子的能量?
一般认为是这样,不过不准确.化学反应涉及旧键的断裂和新键的形成.而原子间的相互作用能（每个分子中某两个原子间平均键能的负值）包括了电子和核之间的引力势能,电子和电子间的斥力势能,核与核之间的斥力势能,电子的动能（不含核的动能,理由见上文）.化学反应中这些能量都会改变,不过电子的轨道能量（电子动能加电子和有效核电荷间的引力势能）,已经将上述除核与核间的排斥势能外的三个因素的主要方面（不是三个因素的全部【注】）都考虑进去了.因此在一般问题的理解中,用轨道能量以及轨道间的相互作用必要时考虑核与核的排斥作用就可以了.
【注】轨道间的斥力实质上就是电子间的斥力的一种情形（这部分斥力没有反映在轨道能量中）
原子核因振动而能量增加,那么原子核的质量也增加,增加的质量是哪来的?
化学问题中不必考虑相对论效应.原子核的运动速度就是原子的运动速度,就是分子的平动速度（不考虑分子转动,和化学键的微弱振动）,通常这个速度仅有每秒数百米或更小,和光速不可比拟.不过既然问到这个问题,就解释一下.相对于给定参考系（惯性系）静止的物体具有静止质量和静能（它们是物体的固有属性,实质上反映了物质内部各个层次的运动和相互作用）,当物体相对于惯性系运动时,内部的各微观粒子的运动和相互作用都要发生变化,变化非常复杂（举个最简单的例子一个点电荷对与它相对静止的人而言,只存在静电场,对于与它相对运动的人而言,运动的电荷还要产生磁场）.相对论效应非常之多,质量对相对运动的观测者“看起来”增加是其中一种（我也没有深入研究,无法用浅显的语言清其中的细节问题,简单一点说,质量增大的原因就在于它相对于参考系运动具有动能了）.有人会问质量是不是真实增加了,还仅仅是看起来增加,其实没变?这是典型的牛顿力学的观点.问这个问题的人脑子中实际上认为那个相对静止的参考系是一个标准的（优越的）参考系（或存在一个其它的绝对的参考系）,在这个标准的参考系中看到的结果是真实的,其它参考系中是假象.实际上所有的惯性系都是平等的,不存在一个优越的绝对参考系,可以定出物体的“真实”质量.物体的运动不依赖于参考系,但我们研究运动又必须选定一个参考系,因此在不同参考系中看到的质量都是物体的“真实”质量在该参考系中表象,没有真实和不真实之分.
我只知道核反应的质量亏损转移到了光子中.
以核反应原料和最终产物（不含光子）为参考系.它们反应结束后宏观上静止.质量亏损部分以光子的形式离开系统.光子同时“携带”质量和等价的能量.
两磁铁因排斥而动能增加,质量也增加,难道磁铁从磁场中吸收质量?
动能增加的来源是磁相互作用能的减少,能量与质量不可分.随着能量的流入,伴随这个能量的（相对论质量）也要同时流入.
欢迎进一步探讨.
我认为电子吸收光子后总的能量等于电子与光子能量之和
电子吸收光子后总的质量等于电子与光子质量之和,质量和能量依然守恒
E=mc^2 的意思不是质量和能量的转化,我认为是说明质量和能量是同步的.
正确
不过电子吸收光子后,光子就从这个世界上消失了,与此对应的是电子从能量较低的轨道,跃迁到较高的轨道上,即电子获得了光子的能量以及它的相对论质量.电子在能量高的轨道上动能增大,速率增大,动质量增大（动质量增大的部分就是光子动质量的减小,光子动质量的减小量也就是光子的动质量的全部.光子被吸收后速度减为零,而光子的静质量为零,意味着光子这种物质就不存在了）.
再问： 如果时间的维和空间的维是一样的，再假定光速为不带任何单位的 1 ，即 1 s = 3 * 10 ^ 30 m 质量和能量不是会变成相同的物理量？
再答： 这个假设还是有一定道理的，不过我对此没有研究，恕无法回答，建议重新提问征求更专业人士解答。
我们说某个原子的振动实质上是指在其它原子的势场（即化学键引力场,归结为核势场和电子的势场）中在某个平衡位置附近做往复运动,振动具有振动动能（就是该原子的动能）和振动势能（是该原子和势场的共有能量）.振动过程中这两部分不断相互转化.振动加剧是指这两部分的和增大.其中核是原子的主要质量部分,原子整体的动能近似就是核的动能,振动过程中电子当然在绕核高速运转,但这种高速运转的能量（称为电子的动能）是不计入原子的动能之中的,应计入的是电子因整个原子运动而发生的总体上平移的运动,这部分可以忽略.如前所述,振动过程中,原子的动能在不断改变,核的动能就在不断改变.与此同时,原子核在周围势场中的电势能也会发生变化.原子振动能总量的增加近似等于核动能和势能的增加.
核内部的能量（以质子、中子静止质量表现的能量,和其中强弱相互作用表现的势能）是否会受化学反应或原子振动能量变化的影响呢?
我对原子核内部知之甚少,无法准确回答.按一般理解不影响,但是不是绝对无影响呢?至少从哲学的角度可以肯定,外部（电子运动）的变化或多或少地会引起内部变化.不过这种影响和核内部作用力相比九牛一毛,完全可以忽略.
那化学反应改变的都是电子的能量?
一般认为是这样,不过不准确.化学反应涉及旧键的断裂和新键的形成.而原子间的相互作用能（每个分子中某两个原子间平均键能的负值）包括了电子和核之间的引力势能,电子和电子间的斥力势能,核与核之间的斥力势能,电子的动能（不含核的动能,理由见上文）.化学反应中这些能量都会改变,不过电子的轨道能量（电子动能加电子和有效核电荷间的引力势能）,已经将上述除核与核间的排斥势能外的三个因素的主要方面（不是三个因素的全部【注】）都考虑进去了.因此在一般问题的理解中,用轨道能量以及轨道间的相互作用必要时考虑核与核的排斥作用就可以了.
【注】轨道间的斥力实质上就是电子间的斥力的一种情形（这部分斥力没有反映在轨道能量中）
原子核因振动而能量增加,那么原子核的质量也增加,增加的质量是哪来的?
化学问题中不必考虑相对论效应.原子核的运动速度就是原子的运动速度,就是分子的平动速度（不考虑分子转动,和化学键的微弱振动）,通常这个速度仅有每秒数百米或更小,和光速不可比拟.不过既然问到这个问题,就解释一下.相对于给定参考系（惯性系）静止的物体具有静止质量和静能（它们是物体的固有属性,实质上反映了物质内部各个层次的运动和相互作用）,当物体相对于惯性系运动时,内部的各微观粒子的运动和相互作用都要发生变化,变化非常复杂（举个最简单的例子一个点电荷对与它相对静止的人而言,只存在静电场,对于与它相对运动的人而言,运动的电荷还要产生磁场）.相对论效应非常之多,质量对相对运动的观测者“看起来”增加是其中一种（我也没有深入研究,无法用浅显的语言清其中的细节问题,简单一点说,质量增大的原因就在于它相对于参考系运动具有动能了）.有人会问质量是不是真实增加了,还仅仅是看起来增加,其实没变?这是典型的牛顿力学的观点.问这个问题的人脑子中实际上认为那个相对静止的参考系是一个标准的（优越的）参考系（或存在一个其它的绝对的参考系）,在这个标准的参考系中看到的结果是真实的,其它参考系中是假象.实际上所有的惯性系都是平等的,不存在一个优越的绝对参考系,可以定出物体的“真实”质量.物体的运动不依赖于参考系,但我们研究运动又必须选定一个参考系,因此在不同参考系中看到的质量都是物体的“真实”质量在该参考系中表象,没有真实和不真实之分.
我只知道核反应的质量亏损转移到了光子中.
以核反应原料和最终产物（不含光子）为参考系.它们反应结束后宏观上静止.质量亏损部分以光子的形式离开系统.光子同时“携带”质量和等价的能量.
两磁铁因排斥而动能增加,质量也增加,难道磁铁从磁场中吸收质量?
动能增加的来源是磁相互作用能的减少,能量与质量不可分.随着能量的流入,伴随这个能量的（相对论质量）也要同时流入.
欢迎进一步探讨.
我认为电子吸收光子后总的能量等于电子与光子能量之和
电子吸收光子后总的质量等于电子与光子质量之和,质量和能量依然守恒
E=mc^2 的意思不是质量和能量的转化,我认为是说明质量和能量是同步的.
正确
不过电子吸收光子后,光子就从这个世界上消失了,与此对应的是电子从能量较低的轨道,跃迁到较高的轨道上,即电子获得了光子的能量以及它的相对论质量.电子在能量高的轨道上动能增大,速率增大,动质量增大（动质量增大的部分就是光子动质量的减小,光子动质量的减小量也就是光子的动质量的全部.光子被吸收后速度减为零,而光子的静质量为零,意味着光子这种物质就不存在了）.
再问： 如果时间的维和空间的维是一样的，再假定光速为不带任何单位的 1 ，即 1 s = 3 * 10 ^ 30 m 质量和能量不是会变成相同的物理量？
再答： 这个假设还是有一定道理的，不过我对此没有研究，恕无法回答，建议重新提问征求更专业人士解答。