對科學(xué)家來說，能量并不是某一個(gè)特定的東西，它不是由某一種東西構(gòu)成的。就像房子是由不同的磚制成的一樣。能量更像是一種能力，做某事的能力。

能量和做功

音樂家有演奏樂器的能力，畫家有繪畫的能力。能量是讓事情發(fā)生的能力。

當(dāng)一個(gè)物體向另一個(gè)物體施加力量，推動該物體向特定方向移動時(shí)，某樣?xùn)|西確實(shí)在起作用。

例如當(dāng)你用球棒擊球時(shí)，球棒會把動能傳遞給球以改變球的速度和方向。

想象一下，有人向你扔一個(gè)球，你用球棒回?fù)?。?dāng)球棒擊中球時(shí)，它改變了球的速度和方向。

能量是球棒改變球方向的能力。當(dāng)球棒揮擊時(shí)，它能改變擊球的方向。

當(dāng)你揮動球棒時(shí)，儲存在肌肉中的能量釋放出來。揮得越用力，球棒做的功就越多，所以它攜帶的能量就越多。

能量的種類

做功的方式有很多種，所以能量也有很多種。

我們已經(jīng)提到過一個(gè)：球棒的揮擊，這叫做動能，動能是物體由于運(yùn)動而具有的能量。

另一種能量叫做勢能，勢能也叫做位能，一個(gè)物體相對于其他物體的位置做功而產(chǎn)生的能量。這意味著把東西放在某個(gè)地方就會給它們能量。

假設(shè)你在門頂上放一桶水，你就給了它勢能。當(dāng)門打開時(shí)，桶開始向下移動，把打開它的倒霉蛋淋濕一身。

這是一個(gè)有趣的例子：想象一下在半開的門上放一桶水。當(dāng)有人走過門時(shí)，水桶會掉在他們的頭上。桶在門的頂部，它會掉下來。當(dāng)它掉下來時(shí)，它做功了。任何穿過門的人都會被淋濕，而且這個(gè)桶還會打中他們的頭。

因此，把水桶放在門的頂部，產(chǎn)生的是重力勢能，并不是因?yàn)樗谝苿佣a(chǎn)生動能。

愛因斯坦的著名公式

著名物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦提出一個(gè)關(guān)于能量的公式，你可能已經(jīng)見過：E=m?c?2.

在這個(gè)公式中，E表示能量，m表示質(zhì)量（質(zhì)量是物質(zhì)所含能量的度量），c表示光速。

這個(gè)方程式似乎想說明能量等于質(zhì)量乘以某個(gè)數(shù)。那么，能量到底是不是由某個(gè)東西構(gòu)成的嗎？

不一定，一些沒有質(zhì)量的東西仍然可以有能量，例如，光。我們知道它有能量，因?yàn)槲覀冊谔柲茈姵匕逯胁东@光能，并將其轉(zhuǎn)化為電能。

光是由光子的微小粒子組成的，光子沒有質(zhì)量。因此，如果能量是由質(zhì)量構(gòu)成的，那么光就不會有能量了！這將使太陽能成為一個(gè)謎。

事實(shí)證明，即使光沒有質(zhì)量，它也有動量，這使它有能力做功。

質(zhì)量、能量和動量

愛因斯坦的方程式有一個(gè)更復(fù)雜的版本，它顯示了能量與質(zhì)量、動量的關(guān)系。

光是如此之快，從太陽到地球只需8分鐘。

要知道，光的移動速度非常之快。物體的能量大小取決于它的質(zhì)量乘以光速的平方，這意味著一點(diǎn)點(diǎn)物質(zhì)攜帶著大量能量！

光在一秒鐘內(nèi)傳播了近3億米，也就是說，一千克質(zhì)量相當(dāng)于近9萬億焦耳的能量！這是一個(gè)9，后面有18個(gè)零：900000000000000。

秘訣就在于釋放這種能力，這也是核彈（及核能）的工作原理：它們釋放物質(zhì)中捕獲的能量，來產(chǎn)生巨大的效果。

相關(guān)知識

能量（古希臘語?ν?ργεια energeia，意為“活動、操作”[1]）在物理學(xué)中是一個(gè)間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個(gè)物理系統(tǒng)對其他的物理系統(tǒng)做功的能力。由于功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同于沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。

一個(gè)物體所含的總能量奠基于其質(zhì)量，能量如同質(zhì)量一般，不會無中生有或無故消失。能量就像質(zhì)量一樣，是一個(gè)標(biāo)量。在國際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳，但是在有些領(lǐng)域中會習(xí)慣使用其他單位如“千瓦·小時(shí)”或簡稱為“千瓦·時(shí)”（此即一度電）和千卡和電子伏特，這些也是功的單位。

閃電是空氣中的電場強(qiáng)度達(dá)到或超過其電擊穿強(qiáng)度而引起的放電現(xiàn)象。當(dāng)電荷移動一段距離即產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移。大氣中的電位能便轉(zhuǎn)變成了其他能量形式，例如熱能、光、聲音等。

BY:Sam Baron

FY: 瑞琦琦

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處