10 第一章辖验 而言。一切所謂“静止”都是相对的,而运动是絕对的。 (2)沒有非物质的运动物瑾学的唯心論变种一一“唯能論①者 认为光是一种所“钝粹的运动”或“钝粹的能”,而不是物质。他們的 理由是:物质是有质量的,光沒有质量,所以光不是物质。 但是,光究党有沒有质景呢?现代物理学肯定地回答:光是有质量 的。著名的俄国物理学家Ⅱ.IⅡ.列别捷夫(Ie6ee)在1899年第一次 以实驗证明了光压的存在g,#且精确地度量了光压的数值。列别捷 夫确定了,如果在光殺射出的道路上拦一块微小的輕金属薄片,那块金 魔薄片就会朝光犧射出的方向运动。光毯压着薄片,因此薄片运动了。 物递学告拆我們:既然光有压力,那未光就有动量,因为压力就是单位 面积上单位时陶内的动量改交的铱計平均值。既然光有动量,那就是 說,光也具有质量,囚为动量就是质是和速度的乘积。这样,列别捷夫 用他的实驗和理論的研究扫击了唯心論,否定了所静光的能似乎是一 种与物质无关的钝粹的能”的說法。由此可以得出秸論:光是运动着 的物质形态之一。 (3)质能联系定律从列别捷夫的实驗中可以推出,光流的能量 B等于光流的质量m乘以光速c的平方,即 =mc2 (1-1) 在(1-1)式中光速c=3×101“厘米/秒,E以尔格为单位,m以克为单 位。 在列别捷夫所做关于光压的实雕之后六年,爱因斯坦(A,ist 6in,1879一1955年)指出:任何形态的物质的质量与能量之间都存在着 如(1-1)式所示的关系,即一定量的任何物质,如果它的质量等于1克, 那末它的能量就等于(3×10)=9×1020尔格。反之,一定量的任何物 ①僻证唯物論巧自然科学(二)物灌学都分,中围人虽大学出版,可14红, 国算里斯藤著:普通物理学,三卷一分林,頁82一85,1954中,高等默★出概肚[以后 那用此书时移只提作者名字]
。1-2物质和运动 11 质,如果它的能量等于1尔格,那末它的质量就等于9X10克。 这一质量和能量相互联系的定律,表明了物质的本质屬性一质 量一一与运动的物理尺度—能景一之衢的内部联系。这种联系是 以科学定完律的形式表現了物质和运动不可分割的原递。現代关于原子 能的应用完全证实了这一定律。 从爱因斯坦的相对論还可以得到一个与(1-1)式密切相关的桔論, 即物体的质量和它的运动速度之問有如下的关系: mo m=√i-(/0 (1-2) 此处m是物体的质量,¢是光速,v是物体对参考坐标系的相对运动速 度,mo是当v=0时的质量,即所朋“静质量”。 当物体受外力的作用,使它的相对于参考坐标系的运动速度由 心=0增加到v=”时,它的质量就由增加到m,而能量則由品。增加 到形。由(1-1)式和(1-2)式得, =E-Eo=mc2-moc2 =moe2[(1-w2/e2是-1] (1-3) 此处增加的能量”,通常我們叫它作物体获得的动能。在通常情形下: 心《c,所以(13)式中方括号内的部分可用级数法展开如下: E=mo:(1-t2/o2)量-1] 1 二moc41+号21e2-1]=m心 (1-4) (任-4)式就是我們熟悉的动能的表示式,于是 m'=m-mo=/mou (1-5) 例如静质量等于1000克的炮彈,以每秒1000米的速度飞行时,它的质 量的增加等于 m=号m/g2-号×1000×100/9×1020=5,5×10-克 从这-一数宇例子可以看出,当u《时,质是随运动速度的改变是极为
第一章赭粉 微小的。 2.物质及其运动的永恒性原理的自然科学基础辩证唯物主义认 为:物质及其运动是永恒的,它不会消失,也不会无中产生,它不能被侧 造,也不能被消灭;它仅能改变共形态。 辯证雌物主义关子于物质及其运动的永恒性原理的自然科学基酬, 就是为罗蒙諾案夫等所发现,并丑为近代科学的发展所丰富了的“物质 及其运动守恒定律”。这个定律是由“质量守恒”、“能量守恒”和“质量 和能量相互联系”三定律粽合而成的。 物质及其运动守恒定律可葡单表远如下:在任何隔絕体系内,无論 发生了什么变化,体系的总质量和总能量一定保持不变。如用数学式 米表示,就是: 之m=∑m6+∑号=恒量 (1-6) ∑E-∑]o2+∑B=恒量 (1-7) 或 Ane (1-8) 例如在下列原子核反应中: 1Li7=He+He 如不考虑质量和速度的依賴关系,而只計算反应前后静质量的总和,則 反应后的静质址較反应:前为小。 1H的靜质量1.008142am2① 3Ii7的静质址=7.01822uw 反应前静质量总和=8.02636au 2Ho4的滑质量=4.003878am 0m是系子质量单位(物理标度)的脑写。1am=克=16025×10-4党,式 中Ne是阿佛加得罗常数。与1am:相联系的能量应等于 E=mc2=1.66025×10-24×(2.99776×10102尔t格-931.05Me 此处 1Mv=1个百万电于伏特=103电子伏脖=1.602×10尔格
草12物质和运动 18 反应后静质量的总和=8007746mu 4to=8.007746-8.02636=-0.01861am6 △®常常被不恰当地称为“质量亏損”①。这一类現象往往被镂地解 释为“亏損了的质量变为“粒子的能量”。但是实际的情形却是这样: 在这一反应中所得的a粒子具有巨大的速度,它的动能可由云室实驗 直锬潮定为865百万电子伏特。具有这一动能的α粒子的质量等于 m=m+琴=403873+98105 865 =4.01317emu 反应后质量的总和=2×1.01317=8.02634anu 这在实驗迟差范厨内恰恰和反应前的质量总和8.02636相等(反 应前的质子和鋰原子核的速度很慢,所以它們的质量就等于静质)。 因此在上递反应中,体系的总质量和,总能量并沒有絲毫改变。在这 过程中作用物亏损的静质量在所得α粒子的增盒质量中恢复了起 来,而α粒子获得的动能W是从作用物有的静能量轉变过来的。 在原子核不参加反应的一般物理的和化学的变化过程中,物质分 子或原子的运动速度要比光速小好几个数量級,因运动而增盆的能量 可以忽略不新,于是(16)簡化为静质量守扣定律: ∑o=何量 (1-9) 从(1-7)式中减去1-9)式行 >=i量 (1-10) (1-10)式是通常的能量守i定律。这一定律可表远如下:在一个隔絕 休系中,当发生变化时,能最(不包括与o相联系的静能址moc)可以 从·种形式变为另一种形式,但是体系的总能量(不包括静能量)一定 保持不变。 由上述可知,解质量牛恒定律和不包括解能量的能量守恒定律是 山如果称为静质层亏损,那就比散安当了
第一掌椿甜 近似的定律,只有(1-6)及(1-)式所示的质量-能最守恒定律(或物质 及其运动守恒定律)才是精确的定律。但在原子核或基本粒子不参加 反应的各种过程中,上远近似定律的精确度很高,通常即可看作精确定 律。 3.物质运动的各种形态毛主席在矛盾論中教导我刚:“各种物质 运动形式中的矛盾,都带有特殊性。人的认識物质就是认識物质的运动 形式,.科学研究的区分就是根据科学对象所具有的特殊矛盾性,”① 物质运动的形态是多种多样的,恩格斯在“自然辯证法”一书中把自然 界的物质运动形态分为四类: (1)机械运动机械运动就是宏观物体的筋单位置移动。它的基 本矛盾是作用和反作用的矛盾。研究机械运动的科学是力学。 (2)物理运动物强运动的种类很多,大致可以分为:()热运动即 大量分子的无規则运动,研究热运动的科学叫热学或分子物理学。() 电磁运动即荷电质点的运动,它的基本矛盾是同性电荷間的推斥力和 异性电荷間的吸引力的矛后。研究电磁运动的科学是电磁学。()原 子运动即电子围親原子核的运动,它的基本矛盾也是吸引力和推斥力 的矛盾,吸引力是带正电尚的原子核与带負电荷的电子之閻的康侖吸 引力。推斥力有两种:一是电子由于运动而产生的离心力,二是电子 与电子之問的推斥力。研究原子运动的科学叫原子物理学。()原子 核运动即原子核内质子和中子的运动。它的基本矛盾也是吸引力和推 斥力的矛盾,吸引力是出于质子和中子的相互轉化而产生的核力®。推 斥力地有两种:一是质子或中子旧于运动而产生的离心力,二是质子与 质子之閒的康命推斥力。研究原子核运动的科学叫做原子核物理学。 物理学中除了力学、电磁学、原子物理和原子核物理学外还有声学与光 ①毛潭东:“矛盾龄”,第三节万盾的特跸性。 ②世界上现东已知的吸引力有三种:即万有引力、电磁引(或岸需引力)和域力。其 他如分子内的指合力、花辐华引力等都厨于电磁引力的范摩