物理 力学

2017/8-2013/4 Yuji.W

質量やエネルギーの単位

_ 原子質量単位 質量 エネルギー _

◇ ベクトル <A> 単位ベクトル <-u> 座標単位ベクトル <x> 内積 * 外積 # 積 * 商 / 10^x=Ten(x) exp(i*x)=expi(x) 微分 ; 時間微分 ' 積分 $

◇ クーロン力定数 ke=1/(4Pi*ε0) ke/c^2=μ0/4Pi=Ten(-7) ε0*μ0*c^2=1
 磁場(光速倍) <cB> 磁束 Φ ベクトルポテンシャル <A>
◇ CGS静電単位系 ke=1_無次元 <Bcgs>=<cB> Φcgs=c*Φ <Acgs>=c*<A>
 国際単位系 B=1_T ⇔ CGS静電単位系 Bcgs=Ten(4)_G 〔電磁気の単位

☆力、エネルギーの単位☆

■ 力 1_N=1_kg*m/sec^2=1000_g*100_cm/sec^2=Ten(5)_dyn

エネルギー 1_J=1_N*m=Ten(5)_dyn*100_cm/sec^2=Ten(7)_erg

■ 重力加速度 g=10_m/sec^2=1000_cm/sec^2 の一様な重力場で、

 1_kg重=1_kg*10_m/sec^2=10_N 1_N=0.1_kg重 _

 1_g重=1_g*1000_cm/sec^2=1000_dyn 1_dyn=1_mg重 _

■ ご飯一膳140g~235_kcal~9.82*Ten(5)_J~Ten(6)_J=Ten(13)_erg

■ 電子の電荷 e~1.6022*Ten(-19)_C 1_J=1_N*m=1_C*V

 1_eV=電子が1Vの電圧で受け取るエネルギー~1.6022*Ten(-19)_J

 1_MeV~1.6022*Ten(-13)_J

化学変化~1_eV 可視光~2_eV 真空放電~1_keV ガンマ線、X線~10_keV

原子核反応~1_MeV 陽子質量(静止エネルギー)~940_MeV

1_eVの平均運動エネルギーを持つ気体の温度 11604 K

☆原子質量単位☆

■ 原子質量単位 u~1個の陽子の質量

{定義}12C の質量 12_u 1_u=1.6605*Ten(-27)_kg

陽子 1.0073_u 1.6726*Ten(-27)_kg 陽子/電子~1836.1

中性子 1.0085_u 1.6749*Ten(-27)_kg

4He 4.0026_u  234Th 234.04_u  238U 238.05_u

電子 5.4858*Ten(-4)_u 9.1094*Ten(-31)_kg

☆質量とエネルギーの単位☆

◎ 混乱しやすい{!}

■ 相対論では、1粒子について、次のような関係がある。

 エネルギー=質量*光速^2+運動量*光速

静止している場合は エネルギー=質量*光速^2 となる。質量の代わりに、エネルギーで、粒子の質量を表す事がある。その場合は、[J] ではなく、[eV] を使う事が多い。

 質量 m 質量(光速の2乗倍) @m

(静止している粒子が持つエネルギ)=(質量)*(光速)^2 だから、
質量を、エネルギーの単位で表すことがある。また、質量の代わりに、質量(光速の2乗倍) を使うこともある。

 (質量 1_kg の物体が持つ静止エネルギー)
~1*[2.9979*Ten(8)]^2_J
~8.9874*Ten(16)_J
~[8.9874*Ten(16)]/[1.6022*Ten(-19)]_eV
~5.6094*Ten(35)_eV

≫ (質量 1_kg の物体が持つ静止エネルギー)
~8.9874*Ten(16)_J
~5.6094*Ten(35)_eV

次のようにも表す

 1_kg~8.9874*Ten(16)_J/c^2~5.6094*Ten(35)_eV/c^2

ただし、質量 1kg の代わりに、8.9874*Ten(16)_J 5.6094*Ten(35)_eV と表すこともある。{混乱するよね!2015/2}

質量の代わりに、質量(光速の2乗倍) を使うなら、そのまま、
8.9874*Ten(16)_J 5.6094*Ten(35)_eV を使えばよい。

■ 1_u~1.6605*Ten(-27)_kg~931.494_MeV/c^2

電子 5.4858*Ten(-4)_u~9.10939*Ten(-31)_kg~0.510999_MeV/c^2

陽子 1.0073_u~1.67262*Ten(-27)_kg~938.272_MeV/c^2 陽子/電子~1836.1

中性子 1.0085_u~1.67493*Ten(-27)_kg~939.566_MeV/c^2

■ 同様に、(光子のエネルギー)=(光子の運動量)*(光速)  だから、
運動量を、エネルギーの単位で表すことがある。また、運動の代わりに、運動量(光速倍) を使うこともある。

{まとめ}質量やエネルギーの単位

『 質量やエネルギーの単位 』 2015/2

■ 原子質量単位 u {定義}12C の質量 12_u

 1_u~1.6605*Ten(-27)_kg~931.494_MeV/c^2

■ 電子 5.4858*Ten(-4)_u~9.10939*Ten(-31)_kg~0.510999_MeV/c^2

陽子 1.0073_u~1.67262*Ten(-27)_kg~938.272_MeV/c^2 陽子/電子~1836.1

中性子 1.0085_u~1.67493*Ten(-27)_kg~939.566_MeV/c^2

4He 4.0026_u  234Th 234.04_u  238U 238.05_u

■ 1_kg~8.9874*Ten(16)_J/c^2~5.6094*Ten(35)_eV/c^2

☆お勉強しよう 2011-2017 Yuji.W☆

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