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物理質量怎麼發現

發布時間:2023-06-01 00:55:35

A. 物理學上的「質量」的概念是什麼,怎樣理解

物質的質量有兩種:引力質量和慣性質量
引力質量與物質受到萬有引力有關。而慣性質量與物體的運動有關。
在現在能夠測量的精度內(10-34)還沒有找到這兩種質量的差別。物理學家猜測,著兩種質量是相同的。
愛因斯坦的廣義相對論指出,引力和慣性力在本質上沒有差別。物體的引力質量和慣性質量是一種物理量。

B. 單個原子小到看不見,那麼物理學家是如何測出質量的


在19世紀初,物理學家阿伏加德羅首次認識到,在給定的壓力和溫度下,任何氣體的體積都與組成氣體的原子或分子的數量成正比,這是一個重大突破。這使物理學家能夠比較等體積不同氣體的相對重量,從而確定組成氣體的原子相對質量。

原子量是用原子質量單位(amu)來測量的,1 amu等於碳-12原子質量的十二分之一。不久之後,著名的常數——阿伏伽德羅常數(6.023×10^23 /mol)被測量出來。根據這個常數,可以知道一摩爾氣體中的原子或分子的數量。基於此,物理學家可以通過測量氣體的總體積,並結合阿伏伽德羅常數,就能粗略估計出單個原子的質量。

C. 淺談質量的本質,質量是從哪裡來的呢

質量:量度某單位范圍內含有物質多少的物理量。

人類生活的地球表面,感受到重力、感受到物體的重量。

因為物質質量大,受地球引力的數值大,所以常常用重量來表達質量。物質越多、重量越大、質量就越大。這種表達人們習以為常,300年來人們認為只要是物質,就天然的有質量。

上世紀20-70年代,學者不斷地用高能粒子加速器把物質粉碎成最小微粒,從中檢索出了63種輕、重粒子羅列在案,卻發現只有三種粒子(質子、電子、中子)有質量,而絕大多數粒子竟然沒有質量,面對這些像幽靈一樣的眾多粒子,讓物理學遇到難題,物質的質量來自哪裡?成為了物理學的新問題。物理人指望出現一個希格斯粒子能夠整合所有粒子,賦予這些幽靈粒子質量。

A、質子場與電子場:相互作用能夠形成質子-電子作用力:定量地吸引電子、平衡電子的場,導致電子運轉(即構成原子、分子的主力)。質子定量地吸引電子、構成了原子。質子-電子力沒有邊界,會相互吸引相鄰原子的價電子,構成原子之間的價和結構,構成晶體。

B、質子場與質子場:對所有的場粒子(電子、質子)都有吸引力。所以原子核內不存在同性相斥的斥力,質子場力會無限延伸,形成萬有引力。

引力與質量成正比,質子越多、引力越大(引力大小與距離平方成反比)在地球表面這種引力表現為重力(重量),於是物質也就有了質量。也就是說質量是質子場的引力的宏觀表現,引力越大,表明該單位范圍內所包含的質子越多。物理學的萬有引力公式,引力與m1,m2成正比正是反映了這種客觀存在。

愛因斯坦的質能公式:E=mc^2,認為質量具有很大的能量,賦予了質量更多的故事,這個核能量的故事留著在討論原子核的時候再講。

文章開頭的60種幽靈粒子沒有質量,是因為它們是在高速加速器中的粒子碎片,壽命短、不是完整粒子、不具有伴生場。之間沒有場的相互作用、沒有作用力,所以就沒有質量。有人會說:光子的壽命很長啊!是的,壽命長,但是光僅僅是電磁波,不是粒子、不是光子。雖然質子場對原子的吸引也包含原子中的電子,由於原子中電子質量太小、且與質子成比例,所以在地球表面用重力來表達物質的多少是正確合理的。

蹤上述,質量是什麼?質量是哪裡來的?——質量是單位范圍內含有物質多少的物理量。由於物質的質子場天然存在相互吸引的萬有引力,物理人就把這種引力(重力)的度量值(重量)來表達物質的多少——質量。

D. 質量究竟來源於哪裡是否是異想天開

質量是反映物質穩定性、存在性的物理量。質量有三個定義:一是質量是“物質的量(物體的質量等於它的密度和體積的乘積)”或“物質的量的量度”;二是慣性質量是物體慣性大小的量度(運動物體的質量與所受的外力成正比,與物體速度的變化成反比);三是引力質量是物質引力性質的量度。

愛因斯坦說:引力質量與慣性質量相同。

慣性質量不能與物質的量矛盾,物質的量與慣性質量都是隨外力的變化而變化的,不是隨速度的變化而變化。

愛因斯坦為了解釋質量隨外力的變化而變化的現象,增加了個“運動質量”概念。

以粒子為例,運動粒子的總質量一般由兩部分組成:一部分是粒子靜止質量;另一部分是粒子外在的運動質量。像光子這樣靜止質量為零的粒子叫無質量粒子,但它是有運動質量的。

這種核聚變在恆星里輕而易舉。恆星系是一個大旋渦。恆星系不僅能夠製造氦、氧、碳,還能製造地球上所有的元素。直至有一天原恆星大爆發,這些元素被噴發到整個恆星系,開始再次的旋聚。人類要實現核聚變,最簡單的就是在氕里加一個中子。但直到現在,全世界的科學家仍然沒有真正實現可控核聚變,只是造出了氫彈。實踐證明,聚變是需要外力的,光靠氕的萬有引力不僅不能聚變,甚至連聚集都做不到。氫彈需要原子彈提供能量或溫度,人類可控核聚變也需要外力的支撐和約束。

物質質量的增加絕對需要外力,主要是電磁力。在我看來,強作用力可以約束、增加原子的質量,應該是電磁力的加強版。萬有引力不靠譜。

物質質量的增加也離不開暗物質。暗物質之所以暗無天日,難以尋找,主要是因為暗物質不是物質,或者說暗物質只是准物質,介於物質和非物質之間,被繼續旋進則成為物質,逸散則成為非物質。

簡而言之,質量來源於次級物質的旋渦:星球聚集和核聚變增加的質量來源於氕旋渦里的電磁力;粒子的質量來源於宇宙之初的真空能量旋渦力。如果想不通,就拿起掃帚掃地。掃一掃就能聚集出一堆垃圾。而旋渦的最大功能就是旋聚。

E. 初二物理不規則物體質量如何測量

測物體的質量,無外乎以下幾種方法:
1、直接放在調好的托盤天平上稱量即可;
2、如果身邊沒有天平,可用測力計,根據G=mg,變形可求出質量m;
3、如果身邊沒有天平,也沒有測力計,但知道密度.可用排水法測出其體積,再根據m=pV求出質量;
總之,測質量的方法不一而足,這要看當時的題目環境而定啦!

F. 物理質量知識點

1、質量的定義:物體含有物質的多少。

2、質量是物體的一種基本屬性。它不隨物體的形狀、狀態和位置的改變而改變。

3、質量的單位:在國際單位制中,質量的單位是千克。其它常用單位還有噸、克、毫克。

4、質量的測量:常用測質量的工具有桿秤、案秤、台秤、電子秤、天平等。實驗室常用托盤天平來測量質量。

5、托盤天平

(1)原理:利用等臂杠桿的平衡條件製成的。

(2)調節:

1. 把托盤天平放在水平台上,把游碼放在標尺左端零刻線處。

2. 調節橫樑上的平衡螺母,使指針指在分度盤的中線處,這時橫梁平衡。有些天平,只在橫梁右端有一隻平衡螺母。有些天平,在橫左、右兩端各有一隻平衡螺母。它們的使用方法是一樣的。當旋轉平衡螺母使其向左移動時,相當於向左盤增加質量,或認為從右盤中減少質量。當旋轉平衡螺母使其向右移動時,情況正好相反。

G. 在物理中,質量是什麼

a.質量是物體的本質屬性.質量由原子或更小的微粒組成.質量的標稱單位是千克,當然隨著環境的不一樣也可以改變,例如在高速運動下可以改變. b.所謂質量,按定義來說似乎是用來描述物體在重力場中的穩定性的.也就是說某個物體放在地球上某個位置時,要使之靜止需要多少支持力之類.慣性,似乎最初是運動學概念.也就是說如果一個物體不受外力作用,它的質心運動應該是勻速直線的.所以所謂「慣性」與「質量」的關系,如果往深奧的地方說,就是「引力質量」和「慣性質量」的關系.這個問題不容易回答,不過可以這么理最早的研究(比如伽利略做的那些實驗)已經發現,考慮物體運動狀態的變化只需要考慮外力和物體質量; 不同物體因質量差別,在不同外力下運動狀態改變的程度不同,而且質量越大,改變越緩慢; 物體具有質量,所以對外力的改變運動狀態的作用有某種「抵抗力」,這種性質被定義為慣性.

H. 物體的質量是怎麼產生的

物體的質量是怎麼來的?其產生機制是什麼?為了回答這樣的重大問題,一代又一代的答胡物理學家付出了大量的努力。

在日常生活中,我們通常會把質量和重量等價起來。但在物理學上,這旅舉模是兩種概念。物體的重量來來自於重力,在不同表面重力的星球上,同一個物體的重量是不一樣的,例如,物體在月球上的重量只有地球上的六分之一。另外,宇航員到了太空中繞著地球做自由落體運動,他們還會處於失重的狀態。在國際單位制度中,重量用「牛頓(N)」來表示。

另一方面,質量是物體的基本屬性,不會因為物體處在不同的引力場中而發生變化。宇航員在月球上感覺自己變輕了,並不是因為自身的質量降低了,而是因為所受到的引力作用變小了。在國際單位制度中,質量用「千克(kg)」來表示。

物理學中對於質量的定義超過7種,最常被用到的是慣性質量和引力質量。

慣性質量可以通過牛頓第二運動拆緩定律(F=ma)得到,物體的慣性質量決定了它的慣性大小,決定著它的加速度被改變的難易程度。通過測量物體所受到的力和對應的加速度,可以算出物體的慣性質量。

引力質量則是源自於引力,通過測量一個物體在引力場中所受的重力(G)以及對應的重力加速度(g),可以算出物體的引力質量(m=G/g)。

牛頓認為,慣性質量和引力質量並非是相同的東西。然而,我們在推導單擺運動的周期公式時,往往會認為慣性質量和引力質量是相等的,直接把它們消掉,由此得到如下的公式:

但如果區分慣性質量(mi)和引力質量(mg),結果會得到如下的單擺運動周期公式:

通過實驗測量可知,物體的單擺周期與質量沒有任何關系,只取決於擺長。從這點來看,慣性質量和引力質量之比是相等的常數,或者說這兩種質量是等價的。隨著實驗精度的提高,這種等價關系被更精確地證實。在物理學上,通過系數調整,可以讓慣性質量和引力質量變得相等。

牛頓認為,慣性質量和引力質量相等只是巧合現象。但愛因斯坦提出了不同觀點,他認為均勻引力場和均勻加速度是不可區分的,這就是等效原理。基於這樣的原理以及廣義相對論性原理,愛因斯坦創立了廣義相對論,認為引力的本質是幾何效應。

物體都是由一系列原子組成,原子又是由質子、中子和電子組成,質子和中子還由誇克組成。從目前的認知來看,電子和誇克都是基本粒子,它們都無法再分割下去。

那麼,這是否意味著物體的質量都是來自於誇克和電子這兩種基本粒子呢?

一個質子的質量約為1.6726×10^-27千克,其中包含了三個誇克——兩個上誇克和一個下誇克。一個上誇克的質量約為4.1009×10^-30 千克,一個下誇克的質量約為8.5584×10^-30千克。兩個上誇克和一個下誇克的總質量為1.6760×10^-29千克,這大約只有質子質量的1%。也就是說,質子的質量並不直接等於組成它的誇克質量總和。

另一方面,一個中子的質量約為1.6749×10^-27千克,其中也包含了三個誇克——一個上誇克和兩個下誇克。根據計算可知,一個上誇克和兩個下誇克的總質量為2.1218×10^-29千克,這大約只有中子質量的1.27%。就像質子那樣,中子的質量也不直接等於組成它的誇克質量總和。

根據粒子物理標准模型,誇克之間通過強核力結合在一起,這需要通過膠子來傳遞強相互作用。就像光子那樣,膠子不存在靜止質量,但膠子擁有運動質量。這是因為膠子擁有能量,根據狹義相對論的質能方程(E=mc^2),質量和能量在本質上是等價的。另外,運動的誇克也有相對論性質量,但遠小於膠子。

因此,質子和中子的絕大部分質量其實是來自於把誇克束縛在一起的膠子,盡管這種基本粒子不具有靜止質量。在質子和中子的質量中,來自於誇克本身非常少,只有大約1%。

雖然誇克的質量很小,但它們還是有質量的,那麼,誇克本身的質量又是怎麼產生的呢?另外,原子的另一基本組成粒子——電子的質量又是怎麼來的?

根據希格斯機制,整個宇宙中遍布著一種特殊的量子場——希格斯場。對於誇克、電子這樣的費米子,當它們在希格斯場中運動時,它們產生的費米子場會與希格斯場發生湯川耦合作用,從而使得誇克和電子從希格斯場中獲得質量。

而對於膠子、光子這樣的規范玻色子,它們不會與希格斯場發生耦合而出現自發對稱性破缺,也就不會從希格斯場中獲得質量,所以它們的靜質量為零。正因為如此,這些基本粒子在希格斯場中的運動速度不會下降,而是保持光速。

如果能夠找到希格斯玻色子,也就能證明希格斯機制,因為這種特殊的基本粒子會在希格斯場的量子激發中產生。誇克、電子等基本粒子會與希格斯玻色子發生碰撞,導致速度降到光速以下,並且獲得了質量。

直到大型強子對撞機(LHC)投入使用之後,尋找希格斯玻色子才變得有可能。因為只有通過極高的粒子碰撞能量才能製造出希格斯玻色子,而且還需要通過極其靈敏的探測器才能捕捉這種極易衰變的基本粒子。

經過多年的努力,在2013年,物理學家正式宣布在LHC中發現了希格斯玻色子的蹤跡,於1964年提出希格斯機制的物理學家彼得·希格斯也在當年榮獲諾貝爾物理學獎。

I. 八年級物理質量的定義

質量(mass)是物體所具有的一種物理屬性,是物質的量的量度,它是一個正的標量。質量分為慣性質量和引力質量。自然界中的任何物質既有慣性質量又有引力質量。這里所說的「物質」是自然界中的宏觀物體和電磁場、天體和星系、微觀世界的基本粒子等的總稱。 質量是物理學中的一個基本概念,它的含義和內容隨著科學的發展而不斷清晰和充實。最初,牛頓把質量說成是物質的數量,即物質多少的量度。 在牛頓力學中,給定的物體具有一定的慣性質量(用字母表示),它作為一個與時間和空間位置無關的常數出現在牛頓力學第二定律之中:F=ma(物體加速度的大小a與所受力F的大小成正比,比例系數m稱為該物體的慣性質量)。慣性質量是物體慣性的量度:對於m越大的物體,就越難改變其運動狀態(速度)。在牛頓力學中,沒有慣性質量等於零的物體存在。在狹義相對論中,慣性質量又細分為靜質量、動質量、相對論質量(總質量)。相對論質量與靜質量的差稱為動質量 。
史瓦西半徑(rs)表示物質彎曲時空的能力。

標准引力參數(μ)表示一個物體對其他物體施加牛頓引力的能力。

慣性質量(m)表示質量對力的牛頓響應。

靜止質量(E0)表示質量轉換成其他形式能量的能力。

康普頓波長(λ)表示質量對局部時空幾何的量子響應。

"titlename="上圖展示五個互相關聯的質量的特性以及將這些特性聯系起來的正比例常數。每一個質量的例子,都被認為包含全部的五個特性,然而,由於巨大的比例系數,通常很難確認兩個或者三個以上的屬性。

史瓦西半徑(rs)表示物質彎曲時空的能力。

標准引力參數(μ)表示一個物體對其他物體施加牛頓引力的能力。

慣性質量(m)表示質量對力的牛頓響應。

靜止質量(E0)表示質量轉換成其他形式能量的能力。

康普頓波長(λ)表示質量對局部時空幾何的量子響應。

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