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量子力学总结范例(3篇)

来源:整理 时间:2024-05-30 手机浏览

量子力学总结范文

【关键词】视力测定法;卫生保健提供;统计学;儿童

【中图分类号】R179G479R77【文献标识码】A【文章编号】1000-9817(2009)11-1007-04

近年来,我国学生单纯性近视发病年龄提前,患病率居高不下,已成为受社会各界关注的公共卫生热点问题。在学生近视综合防制策略中,视力保健行为教育越来越受到重视,各种规模的行为干预项目不断出现。由于视力保健行为涵盖的范围较广,采用单一行为变量的分析方法,无法有效评估行为干预的效果,因此,如何将行为变量量化,已成为学生近视干预研究中亟待解决的问题。本研究采用理论构建法和因子分析法编制“儿童视力保健相关行为评定量表”,并进行测量学的一系列检验,目的在于为分析学生视力保健相关行为特点及行为干预评估提供量化的测评工具。

1问卷编制与调查步骤

1.1问卷的编制采用理论构建法和因子分析法编制问卷量表,以小学生视力保健行为为基本出发点,通过查阅有关文献和专家访谈,定义行为内容,用理论构建法编制核心行为框架及题项库;经2轮专家咨询对题项库进行增补和修订;抽取部分题项在学生、家长、班主任教师中测试,确定以家长评分的方法来反映近期学生行为的调查方式;全部题项库经16名小学生父母的试验性测试,修改题项的表达、语义,形成含有65项题项的初始问卷。

为进一步对问卷各个题项进行筛查,探索量表的潜在结构,整群抽取上海市中心城区(卢湾区)某公立小学一~五年级学生家长585名进行“初始问卷”调查,有效回收率为97.2%,应用SPSS13.0进行项目分析及探索性因子分析,剔除载荷量

1.2测试问卷的信度和效度检验选择上海市中心城区(徐汇区)人口密度较大、教育水平中等的公立小学,整群抽取一~五年级学生父母进行测试,测试采用问卷自填方式,统一指导语,内容包括人口学基本信息和31项测试量表题项,实际完成测试840份,有效完成率为96.8%。调查样本情况见表1。

为考核量表的评分者信度(父母同时填写同样问卷的一致性程度)和重测信度(同一家长间隔2周后再次填写同样问卷,2次填写的一致性程度),在各年级中整群随机抽取1个班级进行相应调查,获得评分者平行调查问卷326套,重测调查问卷286套。应用EpiData3.0建立数据库,SPSS13.0统计分析。信度检验考测信度、分半信度、同质信度和评分者信度[1-2];效度检验考查内容效度和结构效度。

2结果

2.1量表的信度检验同质信度以Cronbachα系数为指标,全量表的α系数为0.842,9个维度的α系数在0.415~0.811之间。分半信度按奇、偶分半,以Guttman分半系数为指标,全量表的分半系数为0.610,9个维度的分半系数在0.308~0.753之间。重测信度采用Spearman等级相关分析,总量表的重测相关系数为0.644,各维度的重测相关系数在0.408~0.617之间。评分者信度采用Fridmanχ2检验,结果全量表及9个维度的检验统计量的P值均>0.05,故认为评分者信度可信。见表2。

2.2量表的效度检验在广泛查阅国内外文献和专家访谈的基础上,经调查和试验性测试,通过反复修改和筛选而成,保障了内容的效度。采用因子分析和因子间的相关分析来判断量表的结构特征。

2.2.1因子分析对因子分析的适宜性作KMO和Bartlett球形检验。KMO统计量为0.770>0.7;Barlett球形检验值为1274.3,P

对840例总样本的9个维度进行主成分分析,经方差最大正交旋转后,提取6个公因子(F1为主要解释读写姿势;F2为主要解释持续用眼间歇休息行为;F3~F6分别为反映阅读环境选择行为、户外活动、饮食习惯和眼保健操行为)。方差累积贡献率达到82.72%,各公因子差异均有统计学意义,结果见表3。

2.2.2各维度得分和总分间的相关分析以Pearson积差相关方法计算各维度得分以及与总分间的相关程度。结果显示,各维度得分r值均在0.072~0.447之间,呈低度和中度相关,说明各维度之间有一定的独立性;各维度得分与总分r值均在0.409~0.729之间,呈中度和高度相关。各维度得分间以及与总分间的r值经检验,差异均有统计学意义(P值均

3讨论

在学生近视防制研究方面,随着流行病学调查设计方法和统计方法学的发展和应用,用眼行为在学生近视发生发展中的作用越来越明确,用眼行为的内涵也日渐丰富[3-8]。除长期以来受到广泛关注的读写姿势、读写环境选择、眼保健操外,近年来的研究表明,户外活动、视近间歇眼放松行为、娱乐性视近活动以及饮食睡眠习惯等均与学生近视屈光改变有关[9-10]。但是,在目前日益增多的近视行为危险因素研究和行为干预研究中使用的均是未经测量学检验的自编调查问卷,这些问卷结构不一,稳定性未经检验,缺乏在各项研究间进行同质比较的能力。因此,发展一套满足测量学要求的“儿童视力保健相关行为评定量表”成为十分迫切而又具有广泛应用价值的任务。

本量表编制中最具有挑战性的是定义行为内容。研究通过深入考察目前小学生的作息特点、查阅文献和专家访谈,将学生视力保健行为的范畴定义为6个方面:视近活动(包括学习性和娱乐性)、视近间歇休息、视近环境选择、视近姿势和距离、生活习惯(包括户外活动、饮食和睡眠等)以及眼保健操等,在此核心行为框架基础上,发展正向、反向题项库。通过专家咨询和试验性测试,对题项库进行增删和修订,使编制出的量表在内容上具有了较强的针对性和可操作性。在第2次试验性测试中,经项目分析和探索性因子分析,视近活动和生活习惯中的睡眠行为等共12条题项均为达到设定的鉴别要求,反映出上述2个方面需发展其他的测量方法;视近姿势题项库中分解出3个维度――视近距离、读写坐姿、握笔姿势;视近间歇休息分解出2个维度――眼放松行为和持续用眼;生活习惯中分解出2个维度――户外活动和饮食习惯;加之视近环境选择和眼保健操共9个维度。

一般认为,总量表的信度系数在0.7以上,分量表信度系数在0.6以上,则量表的信度较好[11-12]。本量表全量表的Cronbachα系数为0.842,Guttman分半系数为0.610,总体信度可以接受,而在阅读环境选择、眼保健操维度上的稳定性尚有欠缺。重测信度反映量表的时间稳定性,本量表的重测相关系数为0.644,可以接受;各维度中读写姿势(r=0.408)和持续用眼(r=0.439)时间稳定性不理想,推测这2个维度对学业负担的影响较敏感,用于监测时应考虑在不同学期的同一学习周中进行测量。评分者信度经Fridmanχ2检验,P值均>0.05,可认为2位监护人评分的一致性较好。

内容效度考查题项库的充分性,即某题项集合对某内容范畴的反映程度[11]。本量表是在广泛查阅国内外文献和专家访谈基础上,通过Delphi法咨询眼防、疾病预防控制中心、班主任教师和保健教师等资深人员编制,形成题项库;按照问卷量表的编制程序[13],经2次试验性测试反复修改而成,可以认为内容效度充分。结构效度检验欲测量结构与已有的其他结构之间的相关程度。校标效度分析量表测验结果与某个标准测验的关联程度。由于国内外没有评价儿童视力保健行为的金标准和同类量表,不能进行校标效度考查,在这种情况下,结构效度就成为检验量表效度的重要方法[1-2]。因子分析方法是检验结构效度最常用的方法,本研究对量表的9个维度进行因子分析,提取解释总变异82.72%的6个公因子。从各维度对公因子的贡献率来看,第1公因子主要反映用眼距离、读写坐姿、握笔姿势,可定义为视近姿势因子,与实际操作中的“一尺、一拳、一寸”读写习惯相吻合;第2公因子主要代表眼放松行为和持续用眼行为,可定义为视近间歇休息因子;第3公因子代表阅读环境选择,与“二要二不要”行为培养相吻合;第4~6公因子可称为户外活动、饮食习惯、眼保健操因子。6个公因子涵盖了小学生视力保护行为教育的各个方面,即问卷结构反映了理论和实际工作中的视力保健行为成分结构。

“儿童视力保健相关行为评定量表”按照问卷量表的常规编制程序编制而成,经项目分析和因子分析,证明问卷结构合理,信度、效度检验均满足测量学要求,可用于小学生近视防制的相关研究。

4参考文献

[1]方积乾,陆盈,主编.现代医学统计学.北京:人民卫生出版社,2002:230-320.

[2]张文彤,主编.SPSSⅡ统计分析教程.北京:北京希望电子出版社,2002:190-250.

[3]王爱民,张开金,王盛波.小学生近视眼危险因素的病例对照研究.中国校医,2002,16(1):63-64.

[4]MARJORIEJR,LYNNM,MARKAB,etal.Prospectivequantificationofnearworkusingtheexperiencesamplingmethod.OptometryandVisSci,2001,78:496-502.

[5]陈国民,王洁贞,薛付忠.Bayes公式分析用眼卫生习惯与视力不良的关系.中国学校卫生,2001,22(3):264-265.

[6]吴家兵,叶临湘.中学生近视发病影响因素Cox回归分析.公共卫生与预防医学,2006,17(2):63.

[7]凌红,谭晖,汪玲,等.上海市徐汇区小学生近视影响因素的多水平模型分析.中国学校卫生,2009,30(6):542-544.

[8]MARJORIEJR,JEFFREYJW,LYNNM,etal.Comparisonoftheexperiencesamplingmethodandquestionnairestoassessvisualactivitiesinpre-teenandadolescentchildren.OphthalPhysiolOpt,2006,26:483-489.

[9]MUTTIDO,MITCBELLGL,MOESCBBERGERML,etal.Parentalmyopia,nearwork,schoolachievement,andchildren'srefractiveerror.InvestOphthalmolVisSci,2002,43:3633-3640.

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[11]ROBERTFD,著.魏勇刚,龙长权,宋武,等,译.量表编制理论与应用.重庆:重庆大学出版社,2006:55-147.

量子力学总结范文

创新心理素质是个体在生活实践中逐渐形成与发展并在创新活动中所表现出来的相对稳定的心理品质,有关创新心理素质的构成目前尚存在分歧[1-2]。创新意识是创新活动的内部心理倾向,表现为好奇心、求知欲、怀疑感、创新需求、思维的独立性等方面,它是创新心理素质形成的必要前提。创新能力是创新活动中所达到的能力水平,表现为创造性的观察能力、思维能力和实践能力。创新能力是创新心理素质的核心,是衡量个体创新心理素质高低的重要标志。竞争心是不甘落后积极进取的内在动力,是创新个性的重要表现方面之一,拥有强烈的竞争意识是创新人才在社会竞争中不断前进的重要因素。创新意识、创新能力和竞争心虽然在创新心理素质的构成中具有不同的作用,但三者相互联系相互制约。创新意识是形成创新能力的前提,可支配和强化创新能力;竞争心可激发创新意识,促使创新能力更好的发挥和运用;创新能力反过来又能增强创新意识和竞争心。我们认为创新意识、创新能力与竞争心是创新心理素质的三个重要构成部分,它们水平的高低可在相当程度上决定着个体创新心理素质的高低。

心理健康状况作为影响个体学习、工作与生活的心理因素,必然会对创新活动产生一定的影响作用。国内有关创新素质的理论探讨比较多[3-4],具体的实证性研究比较少,而有关创新心理素质与心理健康关系的研究虽有报道,但缺乏深入系统的实证研究[5-6]。鉴于此,本研究拟对我国中学生的创新心理素质与其心理健康之间的关系进行初步探讨,以期为学校创新教育和心理健康教育提供一定的理论依据。

2研究方法

2.1被试北京市、河北省两普通中学学生558人,其中男生278人,女生280人,初一生108人,初二生179人,高一生161人,高二生110人。

2.2测评工具

2.2.1创新心理素质量表该量表为王极盛编制,包括创新意识、创新能力、竞争心三个子量表,每个子量表初步由20个项目组成,采用5级评分作答,从1~5分别表示从无、偶尔、时有、经常、总是。

2.2.2中学生心理健康量表该量表由60个项目组成,共有十个分量表,分别为强迫(MH1)、偏执(MH2)、敌对(MH3)、人际关系敏感(MH4)、抑郁(MH5)、焦虑(MH6)、学习压力(MH7)、适应不良(MH8)、情绪不稳定(MH9)、心理不平衡性(MH10)。该量表为王极盛(1997)专门针对我国中学生所编制,信度、效度较高[7]。

2.3施测与数据处理采用随机整群抽样法抽取被试,以班级为单位进行团体施测。采集的数据使用SPSS10.0统计软件进行管理与统计处理。

3结果

3.1创新心理素质量表的信度、效度分析

3.1.1项目与总分的相关

分别计算三个子量表各项目得分与其相应的子量表总分的相关。创新意识各项目与其总分的相关在0.41~0.69之间,创新能力子量表中各项目与其总分的相关在0.45~0.76之间,竞争心子量表中,除第58项与其总分的相关为0.31,其余各项目与总分的相关在0.42~0.79之间。

3.1.2因素分析和结构效度

分别对这三个子量表进行初步的因素分析,将区分度及共通性偏低的8个项目剔除后再次进行主成分分析。根据卡特尔“陡阶检验”原理,结合碎石图可以看出,创新意识子量表中除因素1的特征值为7.45,其余特征值较小可以舍弃,因素1所能解释的变异数为41.4%,该子量表进行因素分析的18个项目在因素1上均有负荷且负荷量均高于0.54。对创新能力子量表进行同样的分析,发现其因素1的特征值为8.65,其余因素较小可以舍弃,因素1所能解释的变异数为48.1%,该子量表进行因素分析的18个项目在因素1上均有负荷且负荷量均高于0.51。对竞争心子量表的分析表明,其因素1的特征值为8.66,其余因素较小可以舍弃,因素1所能解释的变异数为54.1%,该子量表进行因素分析的16个项目在因素1上均有负荷且负荷量均高于0.59。

3.1.3信度分析

创新意识、创新能力和竞争心三个子量表的同质性信度(Cronbacha)分别为0.91、0.93、0.94,分半信度(Spearman-Brown)分别为0.87、0.88、0.91。

3.2中学生创新心理素质的整体特点

将三个子量表所含项目的评分之和除以其项目数作为该子量表得分,中学生在创新意识、创新能力和竞争心上的得分分别为3.38±.76、3.32±.81、3.52±.83。

3.3中学生创新心理素质与心理健康的关系

3.3.1中学生创新心理素质与心理健康的相关分析

创新心理素质各子量表得分与其心理健康各因子及总均分的得分进行相关分析,结果见表1。创新意识与抑郁、焦虑、学习压力呈显著负相关;创新能力与抑郁、学习压力呈显著负相关,与适应不良呈显著正相关;竞争心与抑郁、焦虑、学习压力、总均分呈显著负相关。4讨论

4.1创新心理素质量表的信度和效度

对创新心理素质三个子量表分别进行项目一总分相关分析,正式项目与其对应子量表总分的相关均在0.50以上,表明这些项目均有较好的鉴别力。因素分析结果表明,三个子量表均有一个特征值最大的因素可以说明该子量表的主要成分,且每个子量表的项目在该子量表的这一因素上均有较高的负荷,这一结果与我们编制量表时的理论构思基本吻合,从而表明创新心理素质各子量表具有较好的结构效度。对创新心理素质各子量表的信度进行考察,发现其同质性信度均在0.90以上,分半信度均在0.85以上,表明三个子量表的信度较高。

4.2中学生创新心理素质的一般特点

中学生创新心理素质各子量表得分均在3分以上,表明中学生的创新意识、创新能力和竞争心处于中等偏上水平,创新心理素质整体状况不错。中学生的思维活跃、兴趣广泛、热情奔放、敢想敢做、不畏权威,具有很大的创新潜力。青少年时期是人生的黄金时期,处于一生创造力最佳发展年龄区的前端,可塑性较强,因此大力开发青少年的创新潜能,使其具备更为强烈的创新意识、创新能力和竞争心,这应是我国创新教育的努力方向。

4.3中学生创新心理素质与心理健康水平的关系

研究结果表明,创新意识、创新能力和竞争心强的个体,体验到的学习压力、抑郁、焦虑等心理问题较少,心理健康水平高的个体在创新意识和竞争心上要显著优于心理健康水平低的学生。创新能力属于创新心理素质的认知结构,创新意识和竞争心则属于创新心理素质的动力结构,因此相对而言后两者与心理健康的关系要比前者更为密切些。已有学者[5-6]对创新素质和心理健康的关系进行了理论探讨,本研究从实证的角度进一步证明两者关系紧密。创新心理素质和心理健康因子的回归分析表明,学习压力对创新意识和竞争心的影响作用较大,创新能力受学习压力、适应不良和抑郁的影响作用较大。现在中学生的主要压力来自学习方面,巨大的升学压力、繁重的学业任务使他们体验到较强的压力感,从而引发焦虑、抑郁等不良应激反应。健康的心理状态可以充分发挥智力效应,思维活跃,联想丰富,提高创新敏感性,对有关创新的事物保持浓厚的兴趣,从而极大的提高创新效应。时常处于抑郁、焦虑、紧张状态下的个体,其创新意识、创新能力和竞争心受到抑制,难于保持较高的水平。学习压力对创新心理素质的三个方面均有十分重要的影响作用,这就提示我们,如何将学习压力调控到一个较为合适的水平,以便促进学生创新心理素质的培养和提高,这是创新教育中值得特别关注的问题。另外,本研究还发现创新能力与适应不良因子存在一定的正相关关系,适应不良对创新能力具有一定的预测作用,这一结果较为有趣和费解。我们推测这可能与创新能力愈高,个体行为方式独特性愈强,导致有时与外界的常规不太适应有关,具体的原因尚有待今后进一步的探索。总而言之,健康心理是创新活动得以顺利进行的基本心理条件,健康心理的培养和维护有利于促进创新性人才的快速成长。

5结论

5.1自编创新心理素质量表包括三个子量表即创新意识、创新能力与竞争心,经检验这三个子量表均具有较高的信度、效度。

5.2中学生的创新心理素质整体处于中等偏上水平。

5.3中学生创新心理素质与心理健康水平较为密切,创新意识与学习压力、抑郁、焦虑显著负相关,创新能力与学习压力、抑郁显著负相关,与适应不良显著正相关,竞争心与抑郁、焦虑、学习压力、总均分显著负相关;心理健康水平高者其创新意识和竞争心较心理健康水平低者高;学习压力对创新意识和竞争心的预测作用较大,学习压力、适应不良和抑郁对创新能力的预测作用较大。

【参考文献】

1戴春林.创新心理素质浅论.教育发展研究,2000:6:80-83

2崔景贵.论心理科学视野下的学校创新教育.教育探索,2001;126(12):17-19

3林崇德.培养和造就高素质的创造性人才.北京师范大学学报(社会科学版),1999;151(1):5-13

4顾明远.基础教育与创新精神.中国教育学刊,1999;94(2):23-25

5王极盛.创新时代.北京:中国世界语出版社,1999:125-146

量子力学总结范文篇3

关键词:质能方程;能量守恒定律;质量守恒定律;矛盾

中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1003-6148(2016)11-0036-3

1问题的提出

能量守恒定律指出,在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变;质量守恒定律指出,在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变;而爱因斯坦相对论动力学的一个著名结论是质能方程:E=mc2,此方程表明物质的质量亏损对应着一定的能量损失。

问题一:在核反应中,能量是哪来的?释放之前是以什么能的形式存在的?根据爱因斯坦的质能方程,核反应前后,总质量有损失,可以根据质能方程算出释放的核能,难道是质量转化为能量了吗?

问题二:化学反应中会有能量的变化,而根据爱因斯坦的质能方程可知,能量的变化必然会有质量的变化,那为什么反应前后质量还守恒呢?

问题三:假设有一高温物体,质量为m,放在低温环境中,该物体必然向外散热,辐射出能量,那么该物体的能量必然变少,根据质能方程,质量也会减少。但是,我们却认为,该物体的质量是守恒的,这怎样解释?

这些问题是否说明能量守恒定律和质量守恒定律是错误的?或者说不是普适定律?

2守恒定律的科学表述

质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律是自然界的三大守恒定律。

质量守恒定律是俄国科学家罗蒙诺索夫于1756年最早发现的。在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和,这个规律就叫做质量守恒定律,也称物质不灭定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。20世纪初[1],德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验,结果表明,化学反应前后质量变化小于一千万分之一,这个误差是在实验误差允许范围之内的,从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。同样的,在物理变化中物体的总质量也保持不变,如把糖溶解在水里,则溶液的质量将严格地等于糖的质量和水的质量之和。大量实验证明,不论如何分割或溶解,物体的质量具有不变性。

能量守恒定律也称为热力学第一定律[2],是指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。其中,总能量一般说来不只是动能与势能之和,而是静止能量(固有能量)、动能、势能三者的总量。能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。例如,煤燃烧后放出热量,可以用来取暖做饭;可以用来生产蒸汽,推动蒸汽机工作,将热能转换为机械能,推动汽轮发电机转变为电能,电能又可以通过电动机等用电器转换为机械能、热能等。所有能量转换都遵循能量守恒定律。能量守恒定律指出:“自然界的一切物质都具有能量,能量既不能创造也不能消灭,而只能从一种形式转换成另一种形式,从一个物体传递到另一个物体,在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变。”

对于中学生来说,在经典力学的范围内对质量守恒定律、能量守恒定律的内容是很容易理解掌握的。

3质能方程的本质

在高中物理选修3-4第十五章《相对论的诞生》中讲到,爱因斯坦在1905年撰写的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》论文中根据狭义相对论原理及洛伦兹变换,经过高等数学推导,划时代地导出了相对论动力学的一个著名结论――质能关系:E=mc2。质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性[3]。在实际应用中,常用其变化量的表达式:ΔE=Δmc2,质量亏损时,即当质量减少Δm,就意味着要释放出ΔE=Δmc2的巨大能量,此式被称为改变世界的方程。

质能方程有三种表达形式:

1.E0=m0c2,式中的m0为物体的静止质量,m0c2为物体的静止能量。中学物理教材中所讲的质能方程含义与此表达式相同,通常简写为ΔE=Δmc2。

2.Ev=mvc2,式mvc2为物体运动时的总能量,即物体的静止能量和动能之和。

3.ΔE=Δmc2,式中的Δm通常为物体静止质量的变化,即质量亏损。ΔE为物体静止能量的变化。这种表达形式最常用,也是学生最容易产生误解的表达形式,难道是物质的质量转化为能量了吗?

相对论力学指出,物体有总能量,也有静止能量[4]。粒子的总能量包含静止能量和运动能量。物体的静止能量是它的总内能,包括分子运动的动能、分子间相互作用的势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能,以及原子核内质子、中子的结合能……物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一,它指出,静止粒子内部仍然存在着运动。一定质量的粒子具有一定的内部运动能量,反过来,带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。在基本粒子转化过程中,有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来,变为可以利用的动能。由此可见,在相对论力学中,能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已。

爱因斯坦推导出质能方程之前,人们都认为质量和能量是两个概念,他们之间是没有关联的。质能方程所包含的,是关于原子核的反应过程中质量和能量的转换。在相对论力学中指出,物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有以下关系:

此式表明物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。微观粒子的运动速度很高,它的质量明显地大于静止质量,在核反应中,这个现象必须考虑。

4质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒与能量守恒的正确性

当一组粒子构成复合物体时,由于各粒子之间有相互作用能以及有相对运动的动能,因而,当物体整体静止时,它的总能量一般不等于所有粒子的静止能量之和,两者之差称为物体的结合能。与此对应,物体的静止质量亦不等于组成它的各粒子的静止质量之和,两者之差称为质量亏损,质量亏损与结合能之间有关系:ΔE=Δmc2。由于在中学物理教材中,对此式的解释较浅,因此,有些学生就误认为,核反应过程中,质量不再守恒,且少掉的质量转化为能量了。

问题一释疑:在核反应中,释放的核能是原子核的静止能量的一部分,即原子核内核子的强相互作用的核能等转化成了发射粒子的动能和势能,但总能量守恒;此外核反应前后,原子核有质量亏损,由于发射的微观粒子高速飞出而质量增大,其增大质量就是原子核质量亏损,但总质量仍然守恒。质能方程反应的就是质量亏损与所释放核能的数量关系。

问题二释疑:通常情况下,质量守恒是在低速条件下的静止质量守恒,化学反应中的质量守恒就是这种情况;化学反应中的能量变化,没有涉及到物体的微观静止能量与运动能量的变化,因而不用爱因斯坦的质能方程去解释。可用宏观经典力学能量守恒理论解释。可以说,化学变化只能改变物质的组成,但不能创造物质,也不能消灭物质,所以质量守恒定律又称物质不灭定律。

(下转第40页)

(上接第37页)

问题三释疑:对于高温物体的热辐射,是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传导方式。它不依赖任何外界条件而进行,这是热的三种主要传导方式之一。我们所说的其质量守恒,仍然是低速条件下的静止质量守恒,没有考虑能量减少引起的运动质量变化。实际上,辐射能量的同时是有质量亏损的,物体的一部分质量转化成了光子的质量。

此外,原子核衰变时放出能量,其总质量也是减小的。原子核衰变时释放的α粒子、β粒子、中子、质子、核子团等的动能即来自于衰变前后质量亏损对应的核能。

可见,质能方程把质量和能量的关系表达了出来,并没有违背能量守恒定律和质量守恒定律。质能方程表明,物体的质量是它所含能量的量度,质能方程将经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。一方面,任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加。质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒定律和能量守恒定律的正确性。

参考文献:

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[2]肖德武.能量守恒定律的发现[J].科学与文化,2007(11):51.