質問: エネルギーについて教えてください。 エネルギーについて教えてください。 よく誤解されることがあるので予め... 私は反相対論者などではありません。 何とか理解しようと努力しているのですが考えれ ば考えるほど疑問が出てきてしまいます。 それを質問させていただきたいのです。 (1)アインシュタインの一般相対性理論によれば、質量とエネルギーは等価で e=mc^2 となっています。 但しこれは質量があるものの「静止エネルギー」だとしています。 ここでいう「静止」とは何に対する静止なのでしょうか? もし宇宙空間に対して静止ということなら、それが静止していることをどのように 確認できますか? 一方「運動エネルギー」ですが e=1/2mv^2 です。 前式とよく似ていますが一方は「静止」、一方は「運動」 です。 また「光のエネルギー」は e=hv hはプランク定数、vは振動数です。 左辺は全てeですが、これらは本質的に同じものですか? 例えば車中のラジオのledなど質量のあるものが光を出しながら動いている場合 このledのエネルギーは 静止エネルギー(mc^2)+運動エネルギー(1/2mv^2)+光のエネルギー(hv) となるのでしょうか? 多分熱なども出しているのでこれだけではないとは思いますが...このような足し 算でよいのでしょうか? (2)そもそも質量があるものの「静止エネルギー」とは、その正体は何ですか? e=mc^2 のmは質量、cは光速に相当する定数です。 つまりcは速度成分でどこかから得たはずですし、mも何かから得た結果のはずです。 γ線照射での電子、陽電子対生成という光(電磁波)から質量が出来ることが知ら れています。 しかもその光のエネルギーはhvはe=mc^2に一致するとか.. ということは質量は振動数の高い光(電磁波)から出来たのでしょうか? 確かに、何故γ線より振動数の高い光(電磁波)が無いのか?という素朴な疑問 があります。 振動数の高い光(電磁波)は光速度cを失って静止し、その振動エネルギーが質量 に変わってしまうのでしょうか?
回答: (1) 「静止エネルギー」ではなく「(静止) 質量エネルギー」ですね. もちろん「観測者に対し静止」です. led が放出している光のエネルギーは「led のエネルギー」に含めないと思いますよ. (2) これはどちらかというと「質量」の正体について問うべきではないかな. 空間的に局在するエネルギーは「質量」として観測されるんだけど, これも厳密にいえば「なぜ質量が生み出されるのか」というところから考えなきゃならなくって, それ自体はわかっていないはず. あと, 「何故γ線より振動数の高い光(電磁波)が無いのか」というのはあんまり意味がない気がします. だって, 「十分エネルギーの高い電磁波」は全て「γ線」と呼ぶことになっているのだから.