一个中子的动能与它的总能量有什么关系?mc^2表示的是总能量还是另外的物理含义?假如有一个中子的动能为0.025eV,那么根据Ek=0.5mv^2,可以算出速度v=2185.433m/s,那么得到p=mv=3.66×10^-24,从而根据德

Question

一个中子的动能与它的总能量有什么关系?mc^2表示的是总能量还是另外的物理含义?
假如有一个中子的动能为0.025eV,那么根据Ek=0.5mv^2,可以算出速度v=2185.433m/s,那么得到p=mv=3.66×10^-24,从而根据德布罗意的假设,可得波长
为h/p=1.811×10^-10.到这一步应该没错,知道了中子的波长以及速度,那么它的频率可以求得是1.207×10^13,继续根据德布罗意的假设,可以求得中子的总能量E=h×频率=8×10-21.这个结果和mc^2求出来的完全不一样（mc^2=1.5075×10-10）.这里小弟就有几个问题了,如果mc^2是中子的总能量没错的话,那根据上面的解题步骤得出的总能量E为什么和mc^2差这么多个数量级?我解出来的E=8×10^-21到底是什么含义?为什么恰好是动能的2倍?明天考试了,物理没学好真纠结!

Answer 1

能量E=mc^2,动能T=E-E0,E0为静止质量对应的能量＝m0c^2,m=m0/sqrt(1-v^2/c^2),
所以动能T=(m-m0)c^2=m0c^2*(1/sqrt(1-v^2/c^2)-1),低能近似下就成了T=1/2*m0*v^2