Khối lượng (vật lý)

Article

May 22, 2022

Khối lượng (từ tiếng Hy Lạp: μᾶζα, máza, bánh lúa mạch, khối bột) là một đại lượng vật chất của các cơ thể vật chất, xác định động thái của chúng khi chúng chịu tác dụng của ngoại lực. Trong suốt lịch sử vật lý, đặc biệt là vật lý cổ điển, khối lượng được coi là một thuộc tính nội tại của vật chất, có thể được biểu diễn bằng một giá trị vô hướng và được bảo toàn theo thời gian và không gian, không đổi trong mọi hệ cô lập. Hơn nữa, thuật ngữ khối lượng đã được sử dụng để chỉ hai đại lượng có khả năng khác biệt: tương tác của vật chất với trường hấp dẫn và mối quan hệ liên kết lực tác dụng lên một vật với gia tốc gây ra trên vật đó. Tuy nhiên, sự tương đương của hai khối lượng đã được kiểm chứng trong nhiều thí nghiệm (đã được Galileo Galilei thực hiện trước). mà nó được quan sát. Khối lượng tương đối tính m {\ displaystyle m} nó liên quan đến khối lượng ở phần còn lại m 0 {\ displaystyle m_ {0}} , tức là khối lượng của vật thể trong hệ quy chiếu mà nó đang ở trạng thái nghỉ, bằng hệ số Lorentz γ {\ displaystyle \ gamma} : m ( v ) γ m 0 1 1 - ( v / c ) 2 m 0 {\ displaystyle m (v) \ gamma \, m_ {0} {\ frac {1} {\ sqrt {1- (v / c) ^ {2}}}} \, m_ {0}} Vì khối lượng tương đối tính phụ thuộc vào vận tốc, khái niệm cổ điển về khối lượng đã được sửa đổi, không còn trùng với định nghĩa Newton về hằng số tỉ lệ giữa lực F tác dụng lên một vật và gia tốc a. Thay vào đó, nó trở thành một đại lượng động tỷ lệ với năng lượng tổng thể của cơ thể, thông qua công thức nổi tiếng E mc². Sự bảo toàn cơ năng bây giờ bao gồm, ngoài động năng và thế năng, còn có một phần đóng góp tỷ lệ với khối lượng nghỉ m0, như một dạng năng lượng khác. Tổng năng lượng tương đối tính của cơ thể, được cho bởi E mc², bao gồm cả động năng K và động năng liên quan đến khối lượng ở trạng thái nghỉ, E0 m0c². Không giống như không gian và thời gian, mà các định nghĩa vận hành có thể được đưa ra đối với các hiện tượng tự nhiên, để xác định khái niệm khối lượng, cần phải tham khảo một cách rõ ràng lý thuyết vật lý mô tả ý nghĩa và tính chất của nó. Các khái niệm tiền vật lý trực quan về lượng vật chất (không nên nhầm lẫn với lượng chất, đo bằng mol) quá mơ hồ đối với một định nghĩa hoạt động, và đề cập đến các đặc tính chung, quán tính và trọng lượng, được coi là khá khác biệt so với định nghĩa đầu tiên. lý thuyết giới thiệu khối lượng về mặt định lượng, động lực học Newton. Khái niệm khối lượng trở nên phức tạp hơn ở cấp độ vật lý hạt khi mà sự hiện diện của các hạt cơ bản có khối lượng (electron, quark, ...) và không có khối lượng (photon, gluon) vẫn chưa có lời giải thích về cơ bản. Nói cách khác, không rõ tại sao một số hạt có khối lượng và những hạt khác thì không. Các lý thuyết chính cố gắng giải thích cho khối lượng là: cơ chế Higgs, lý thuyết dây và lực hấp dẫn lượng tử vòng lặp; trong số này, bắt đầu từ 4 ngày 20 tháng 7