對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，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

(相關(guān)資料圖)

音樂(lè)家有演奏樂(lè)器的能力，畫(huà)家有繪畫(huà)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(dòng)該物體向特定方向移動(dòng)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(huì)把動(dòng)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(dòng)球棒時(shí)，儲(chǔ)存在肌肉中的能量釋放出來(lái)。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(lèi)

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(guò)一個(gè)：球棒的揮擊，這叫做動(dòng)能，動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。

另一種能量叫做勢(shì)能，勢(shì)能也叫做位能，一個(gè)物體相對(duì)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(huì)給它們能量。

假設(shè)你在門(mén)頂上放一桶水，你就給了它勢(shì)能。當(dāng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，桶開(kāi)始向下移動(dòng)，把打開(kāi)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(kāi)的門(mén)上放一桶水。當(dāng)有人走過(guò)門(mén)時(shí)，水桶會(huì)掉在他們的頭上。桶在門(mén)的頂部，它會(huì)掉下來(lái)。當(dāng)它掉下來(lái)時(shí)，它做功了。任何穿過(guò)門(mén)的人都會(huì)被淋濕，而且這個(gè)桶還會(huì)打中他們的頭。

因此，把水桶放在門(mén)的頂部，產(chǎn)生的是重力勢(shì)能，并不是因?yàn)樗谝苿?dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能。

愛(ài)因斯坦的著名公式

著名物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦提出一個(gè)關(guān)于能量的公式，你可能已經(jīng)見(jiàn)過(guò)：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(shuō)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(méi)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(cè)谔?yáng)能電池板中捕獲光能，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(méi)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(huì)有能量了！這將使太陽(yáng)能成為一個(gè)謎。

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

質(zhì)量、能量和動(dòng)量

愛(ài)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(dòng)量的關(guān)系。

光是如此之快，從太陽(yáng)到地球只需8分鐘。

要知道，光的移動(dòng)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(shuō)，一千克質(zhì)量相當(dāng)于近9萬(wàn)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(lái)產(chǎn)生巨大的效果。

相關(guān)知識(shí)

能量（古希臘語(yǔ)?ν?ργεια energeia，意為“活動(dòng)、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(duì)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(zhǎng)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(huì)無(wú)中生有或無(wú)故消失。能量就像質(zhì)量一樣，是一個(gè)標(biāo)量。在國(guó)際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳，但是在有些領(lǐng)域中會(huì)習(xí)慣使用其他單位如“千瓦·小時(shí)”或簡(jiǎn)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(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)其電擊穿強(qiáng)度而引起的放電現(xiàn)象。當(dāng)電荷移動(dòng)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

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