物質的轉化教案(為什么)

物質通過燃燒或自然消亡變成能量，那能量又以什么形式轉化成物質

△一、物質轉化成能量

宇宙來源于奇點大爆炸，這個奇點是一個體積無限小，質量無限大的物質，當它大爆炸之后產生了無限大的能量，這些能量最后轉化成了宇宙中的各種物質。

由此我們知道，能量是可以轉化物質的，但在現實世界中，我們看到的都是物質轉化能量，比如煤炭轉化為熱能和電能，核彈爆炸后產生的能量有巨大的破壞力。

現實世界中，物質轉化為能量很常見，而且也比較容易，但是我們在現實世界中卻很難見到，根據愛因斯坦著名的質能方程式，物質可以轉化為能量，能量同樣也可以轉化為物質，那為什么物質轉化能量隨處可見。那么能量是怎么轉化成物質的呢。

二、為什么能量轉化物質卻很難？

從質能方程式的理論當中，能量是可以轉化為物質的，我們之所以在現實世界中很難看到，主要是因為能量想轉化為物質，需要的能量太大了。

舉一個很簡單的例子，煤炭燃燒可以轉化為很高的溫度，而我們將煤炭燃燒很容易，人人都可以做到，但如果將這個過程反過來，再將煤炭產生的能量再轉化為煤炭，那需要的溫度將是龐大的，現有科技還做不到。

這種溫度估計也只有在宇宙大爆炸的時候才發生過一次，正是由于宇宙大爆炸那超高的溫度和能量，才能夠將能量轉化為宇宙物質。

這種溫度和能量是人類無法想象的，當然對于宇宙中的物質是由大爆炸后產生的能量轉化而來，現在還只是一種猜想，是否正確也沒有確切的證據，不過不少科學家都贊成這個觀點，否則如果來解釋宇宙中恒星，天體等物質的來源，奇點那么小爆炸之后產生的只有無窮大的能量。

能量可以轉化物質，有科學家已經在實驗室中得到了證實，科學家曾經在實驗室中將一種y射線光子轉化成為了一個正電子和一個負電子，雖然電子的質量十分小，幾乎接近于零。

但是用這樣的原理確實是可以產生出來物質的，這也就證明了愛因斯坦方程的正確性。

但是用這樣的帶有強大的射線也只是堪堪轉化成一個質量接近于零的物質，那么想要轉化成更多的物質所需要的能量更加龐大。

根據質能方程式的計算，質量為一克的物質，可以產生的能量大約為2200億千卡，可是反過來，想要產生一克的物質，同樣需要2200億千卡的能量，而且即使你有了2200億千卡的能量，也不一定可以轉化成功一克的物質，可能需要的能量會更多，主要原因是我們無法在短時間內，在瞬間釋放出如此多的能量，這也是能量轉化為物質的一個重大技術難題。

理論上物質轉化是守恒的，比如核彈爆炸產生巨大的能量，而這個能量的釋放過程是瞬間的，時間極短。

同樣的，如果想用核彈爆炸產生的同樣當量的能量來轉化為一顆核彈，能量滿足要求后，還有一個更難的問題就是如何將這些能量瞬間釋放？

但這個是我們目前的科技做不到的。

物質可以無限分割嗎

理論上可以，只是人類沒有那種技術，比如：以1為中間體，那么向大的方向走可以十、百、千、萬地無限大下去；向小的方向則0.1、0.001、0.0001……無限小下去。

太陽是什么物質組成的為什么會自發的發生核聚變反應呢

太陽主要是由氫和氦元素組成。不光是太陽，宇宙中所有的恒星都主要由這兩種元素組成，就是大一點的氣態行星也主要由這兩種元素組成。

我們整個宇宙主要物質組成就是氫和氦，如果按原子總量計算，氫和氦占有整個宇宙原子數的99%以上，其余各種元素加起來還不到1%。

這是因為從宇宙大爆炸開始，最早出現的元素就是氫和氦，還有少量的鋰。這幾種元素是我們宇宙最純潔最原始的元素，也是最輕的元素。

現在我們宇宙中已經有118種元素，那些比氫和氦重的元素都是后來宇宙在演化中逐步生成出來的，主要是透過恒星演化和超新星大爆炸，在高溫高壓下聚變出來的，因此也可以說，這些較重的元素是宇宙的殘渣垃圾。

而我們地球就是由這樣的垃圾組成，人類本身也是由60余種元素組成，因此也可以說是宇宙的垃圾。

所以，人類社會對金錢充滿了渴求，還有很多骯臟的欲望。哈哈，這些都是隨意發揮，如果你很清高，不必當真。

我們地球是太陽系類地行星主要一員，從我們身上可以看出太陽并不是宇宙的第一代恒星，而是在多少代老恒星死亡后留下的渣滓上脫胎出來的，所以才會有這么多的雜質。

但不管怎樣，雜質還是很少很少的，太陽主要還是由氫和氦組成的，如果按原子數計算，還是和宇宙元素豐度差不多，其中氫占據了90%，氦占了約9%，其余元素1%多一點。如果按照密度比重來分析，太陽主要元素占比約：氫73.46%、氦24.85%、氧0.77%、碳0.29%、鐵0.16%、氖0.12%、氮0.09%等。

別看除了氫和氦，其余元素比重只占太陽質量的1.69%，也相當5633個地球呢。因為地球質量只占太陽質量的0.0003%，是太陽質量的33萬分之一。

所有恒星發生的核聚變都是由于恒星自身引力導致核心的高溫和高壓激發的。

太陽中心溫度1500萬度，壓力相當3000億個大氣壓，在這種溫度和壓力下，氫原子的核外電子被剝離成自由電子，核子被擠壓融合到了一起，形成了4個氫核融合為1個氦核的聚變。

太陽中心每秒鐘有6億噸的氫參與核聚變反應，融合成5.957億噸的氦，并釋放出430萬噸質量轉化的能量，這相當于每秒鐘向太空釋放3.8×10^26焦耳的電磁輻射，我們地球能夠接受并享受到這些能量的22億分之一。

太陽就是核心區源源不斷發生核聚變的巨大張力，與太陽巨大體積的引力壓力相抗衡，在這種平衡中一直保持著核聚變的不斷進行。這就是太陽的主序星階段，像太陽這樣的黃矮星主序星階段要進行100億年。

現在太陽主序星階段已經過了約50億年了，再過50億年，太陽核心的氫就會燃燒殆盡，滿足不了太陽核聚變燃料的持續供應，太陽就會變得不穩定，終于中心核聚變熄滅，巨大的引力壓力會導致物質向中心坍縮。

這種更為巨大的引力壓力會激發太陽中心聚集了100億年的氦發生氦閃，就是氦核聚變，更高的溫度和核聚變張力會使太陽外圍氣體急劇膨脹，這就是太陽的末日前紅巨星階段。

這個階段太陽半徑可以擴大200到300倍，其表面外沿將到達金星甚至火星軌道，沿途的行星都將被吞噬化為氣態，所以我們地球在那個恐怖的時代會不會被吞噬還很難預料。

不過有一點是肯定的，地球即使不被吞噬，也將被烤焦，成了一個埋在火堆里的土豆。值得慶幸的是，那個時代地球已經早就沒有了生命，人類要么早已移民外星球，要么早已滅亡了，不會受到那種煎熬。

氦核聚變比輕核聚變來的更猛烈更快，很快氦就消耗殆盡，全部被聚變成碳，太陽經過紅巨星階段，再也沒有能力激發碳核聚變，聚變之火就漸漸熄滅。

經歷了百億年紅紅火火的太陽，這時已經行將就木，外圍的氣體外殼越擴越大，最后漸漸消散到太空，留下中心物質坍縮成一個致密的碳核，這就是太陽的尸骸~白矮星。

這就是太陽發生核聚變的原因和結局，也是所有恒星發生核聚變的原因，不過不同的恒星結局就不一樣了，這個問題時空通訊過去有過不少論述，有興趣的朋友可以前往查看。

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能量怎么才會轉變成物質

先要搞清什么是能量，能量就是物質的運動，而且物質的運動越快，表明它包含著能量越不多。這里所說的運動是指其內部運動，而內部運動是相對的，比如電子的運動相對于原子來說是其內部運動，而相對于原子核來說就是外部運動。

明白了能量的概念（哲學角度），能量怎樣轉化成物質也就清楚了。能量轉化為物質，實際上是一種趨勢，因為上面已經說了，能量是物質的運動，因此能量是不能離開物質而單獨存在的。奇點大爆炸后形成現實宇宙的過程就是能量向物質轉化的過程，而恒星形成黑洞的過程就是物質向能量轉化的過程。

能量可以轉化為質量嗎能量和質量是一體的嗎

當然可以，不但可以，而且我們宇宙中所有的物質的質量都是通過能量轉換過來的。

現在宇宙形成的主流理論就是大爆炸，大爆炸開始的時候宇宙溫度非常高，首先產生了大量的高能光子，這些光子相互碰撞就按照愛因斯坦的質能公式產生了高速運動的夸克、膠子、電子等基本粒子及其反粒子，可以說是高溫的基本粒子漿糊，還不是我們今天說的物質。到了大爆炸后大約一萬億分子一秒的時候，宇宙的溫度冷卻到了大約一千萬億度，夸克、膠子和電子及其反粒子就開始冷卻形成了質子和中子，這就是最初始的物質。大爆炸后大約10秒，溫度約30億度，這就是宇宙的核合成時期，質子和中子就會結合形成氫、氦類穩定輕原子核（化學元素），其他輕原子核也會形成一點，但是非常少。當宇宙冷卻到10億度以下，也就是大爆炸大約三分鐘，就不能再產生新的原子核了。所以我們宇宙中的物質基本上都是在宇宙大爆炸之后三分鐘以內形成的。

當然今天我們宇宙中的物質并不僅僅有氫、氦類穩定輕原子核，其他的元素主要都是在恒星的中心通過輕元素合成重元素的核聚變過程形成的，這種過程能夠產生一直到鐵這樣的重元素，而核聚變過程中釋放能量的過程就是恒星內部的能源機制。此外，超新星爆發的過程中也會產生一些比鐵更重的元素。

我們下面看看能量轉化成質量的具體過程。

愛因斯坦的質能公式E＝mc2反過來寫就是m＝E/c2，也就是能量可以轉換成為物質，因此一對伽馬射線光子，只要它們的能量加起來超過兩個電子的靜止質量，根據E＝mc2對應的能量，就能夠產生一對電子和正電子。不過實際情況要略微復雜一點，要求的是在兩個光子的動量中心的參考系里面（在這個參考系里面兩個光子的動量之和等于零），它們的能量之和超過兩個電子的靜止質量根據E＝mc2對應的能量，這樣就能夠同時滿足能量和動量守恒，當然也滿足電荷守恒，就能夠產生一對電子和正電子了。

正是由于伽馬射線光子的這個性質，我們在地球上無法探測到宇宙很遠處的高能伽馬射線光子，因為這些光子會和宇宙微波背景輻射光子以及恒星和氣體發出的紅外光子作用產生電子和正電子對。讀者可能很奇怪，宇宙微波背景輻射光子和紅外光子的能量很低，怎么也會用來產生電子和正電子對呢？原因就是上面說的，只要在兩個光子的動量中心的參考系里面它們的能量之和足夠大就行。所以，盡管宇宙微波背景輻射光子和紅外光子的能量很低，只要伽馬射線光子的能量足夠高就可以做到了。當然，如果伽馬射線光子的能量很高，它們還能夠產生很多其它的正反粒子對，只不過最容易產生的就是電子和正電子對而已，這些都已經有了大量的實驗和觀測證據，并不僅僅是理論推測。實際上，兩個光子相撞產生正負電子對的過程也可以在實驗室中實現，而且已經實現了。

最后聲明：由于太忙，我沒有時間讀我回答后面的評論和發給我的私信，當然也無法回答評論里面提出的問題和回復私信。如果您希望我回答您的問題，請在悟空問答提出，然后邀請我回答，我會在方便的時候挑一些問題回答。謝謝！

怎樣讓能量轉化為質量呢

謝邀。人的肥胖，主要原因是高熱量食物攝入過多(但不是唯一的原因)。當食物進入胃腸道消化，如果人體缺乏維生素B等營養素時，會導致體內脂肪轉化成熱量的過程受阻，從而使脂肪堆積，久了就形成肥胖，體內水份過少，也會使脂肪的代謝無法進行，也會導致肥胖，另外，如攝入大量高熱量的糖類，如蔗糖，葡萄糖，也會在體內直接轉化為內源性甘油三脂，導致高血脂及肥胖。如何把能量轉化為質量，這是一個非常簡單的問題，控制自已的熱量(限制攝入高熱量高脂肪食物)，參加運動并長期堅持會保持身體的能量，避免過多的脂肪堆積，進行熱量的轉化，慢慢的你的身體就會成為易瘦型體質，把能量轉化為質量，想胖也難。

能量可以轉成物質嗎，為什么

能量是電磁波，不能轉化為物質。

物質是金屬態氫離子聚合形成的，磁場里光速流動的物質轉化為金屬態氫離子；金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同時伴生電磁波，電磁波的傳播依靠金屬態氫離子“磁力矩”的震蕩（共振）。

“常溫等離子體”和“高溫等離子體”產生的化學反應及熱核反應都是金屬態氫離子的“磁力矩”重新組合形成新元素伴生電磁波——能量。

發電機里能量——電磁波一旦熔化了物質，磁力線就不會互相切割產生電磁波了。