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辐射与质量关系的研究

投稿时间:2012-12-24 09:13 投稿人:韩永全 【字号: 访问量:

任何物理都在辐射,辐射使物体的质量减少。物体由于辐射减少的质量与物体的密度、热力学温度、表面积、时间的乘积成正比。数学表达式,m =  B × ρ × T × S × t,其中,B是比例常数,ρ是物体的密度,T是热力学温度,S是物体的表面积,t是物体辐射的时间。

作为质量标准的模型,118年质量神秘消失50微克,其实并不神秘,是因为作为质量标准的模型辐射的结果。下面我们根据这一客观事实粗略推算一下比例常数B。由于作为千克标准的模型是:高和直径都是约39毫米的圆柱,我们容易算出它的密度和表面积,ρ=21475,S=0.0072,为了方便,取T = 300k,推算出:t = 372124800,m = 0.00000005(都是国际标准单位制),进而计算出:

B = m / ρTSt = 0.00000005 / 21475×300×0.0072×372124800 = 2.9×10-21

粗略讨论地球一年因辐射损失的质量,为了方便计算,T仍取300k,地球按球体计算,代入公式计算得:

m = B × ρ × T × S × t = 2.9 × 10-21 × (5.98×1024)/(4/3πR3) × 4R2·π × T × t = 9.1×108 (千克)

所以说地球因为辐射每年质量损失约100万吨。地球也会因为吸收辐射增加质量,但是由于地球外周围平均密度极小(可以近似认为是宇宙的平均密度),温度也不太高——和地球的温度相当,接触面和地球的表面积相等,可见地球增加的质量远远小于地球减少的质量,所以地球的质量一定是在逐渐减小。

由辐射与质量减少的数学表达式可以看出,物体的温度是绝对零度时不辐射,绝对零度以上的物体都辐射,和现代科学的认知是一致的。