物质的转化教案(为什么)-摇篮网

物质通过燃烧或自然消亡变成能量，那能量又以什么形式转化成物质

△一、物质转化成能量

宇宙来源于奇点大爆炸，这个奇点是一个体积无限小，质量无限大的物质，当它大爆炸之后产生了无限大的能量，这些能量最后转化成了宇宙中的各种物质。

由此我们知道，能量是可以转化物质的，但在现实世界中，我们看到的都是物质转化能量，比如煤炭转化为热能和电能，核弹爆炸后产生的能量有巨大的破坏力。

现实世界中，物质转化为能量很常见，而且也比较容易，但是我们在现实世界中却很难见到，根据爱因斯坦著名的质能方程式，物质可以转化为能量，能量同样也可以转化为物质，那为什么物质转化能量随处可见。那么能量是怎么转化成物质的呢。

二、为什么能量转化物质却很难？

从质能方程式的理论当中，能量是可以转化为物质的，我们之所以在现实世界中很难看到，主要是因为能量想转化为物质，需要的能量太大了。

举一个很简单的例子，煤炭燃烧可以转化为很高的温度，而我们将煤炭燃烧很容易，人人都可以做到，但如果将这个过程反过来，再将煤炭产生的能量再转化为煤炭，那需要的温度将是庞大的，现有科技还做不到。

这种温度估计也只有在宇宙大爆炸的时候才发生过一次，正是由于宇宙大爆炸那超高的温度和能量，才能够将能量转化为宇宙物质。

这种温度和能量是人类无法想象的，当然对于宇宙中的物质是由大爆炸后产生的能量转化而来，现在还只是一种猜想，是否正确也没有确切的证据，不过不少科学家都赞成这个观点，否则如果来解释宇宙中恒星，天体等物质的来源，奇点那么小爆炸之后产生的只有无穷大的能量。

能量可以转化物质，有科学家已经在实验室中得到了证实，科学家曾经在实验室中将一种y射线光子转化成为了一个正电子和一个负电子，虽然电子的质量十分小，几乎接近于零。

但是用这样的原理确实是可以产生出来物质的，这也就证明了爱因斯坦方程的正确性。

但是用这样的带有强大的射线也只是堪堪转化成一个质量接近于零的物质，那么想要转化成更多的物质所需要的能量更加庞大。

根据质能方程式的计算，质量为一克的物质，可以产生的能量大约为2200亿千卡，可是反过来，想要产生一克的物质，同样需要2200亿千卡的能量，而且即使你有了2200亿千卡的能量，也不一定可以转化成功一克的物质，可能需要的能量会更多，主要原因是我们无法在短时间内，在瞬间释放出如此多的能量，这也是能量转化为物质的一个重大技术难题。

理论上物质转化是守恒的，比如核弹爆炸产生巨大的能量，而这个能量的释放过程是瞬间的，时间极短。

同样的，如果想用核弹爆炸产生的同样当量的能量来转化为一颗核弹，能量满足要求后，还有一个更难的问题就是如何将这些能量瞬间释放？

但这个是我们目前的科技做不到的。

物质可以无限分割吗

理论上可以，只是人类没有那种技术，比如：以1为中间体，那么向大的方向走可以十、百、千、万地无限大下去；向小的方向则0.1、0.001、0.0001……无限小下去。

太阳是什么物质组成的为什么会自发的发生核聚变反应呢

太阳主要是由氢和氦元素组成。不光是太阳，宇宙中所有的恒星都主要由这两种元素组成，就是大一点的气态行星也主要由这两种元素组成。

我们整个宇宙主要物质组成就是氢和氦，如果按原子总量计算，氢和氦占有整个宇宙原子数的99%以上，其余各种元素加起来还不到1%。

这是因为从宇宙大爆炸开始，最早出现的元素就是氢和氦，还有少量的锂。这几种元素是我们宇宙最纯洁最原始的元素，也是最轻的元素。

现在我们宇宙中已经有118种元素，那些比氢和氦重的元素都是后来宇宙在演化中逐步生成出来的，主要是透过恒星演化和超新星大爆炸，在高温高压下聚变出来的，因此也可以说，这些较重的元素是宇宙的残渣垃圾。

而我们地球就是由这样的垃圾组成，人类本身也是由60余种元素组成，因此也可以说是宇宙的垃圾。

所以，人类社会对金钱充满了渴求，还有很多肮脏的欲望。哈哈，这些都是随意发挥，如果你很清高，不必当真。

我们地球是太阳系类地行星主要一员，从我们身上可以看出太阳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脱胎出来的，所以才会有这么多的杂质。

但不管怎样，杂质还是很少很少的，太阳主要还是由氢和氦组成的，如果按原子数计算，还是和宇宙元素丰度差不多，其中氢占据了90%，氦占了约9%，其余元素1%多一点。如果按照密度比重来分析，太阳主要元素占比约：氢73.46%、氦24.85%、氧0.77%、碳0.29%、铁0.16%、氖0.12%、氮0.09%等。

别看除了氢和氦，其余元素比重只占太阳质量的1.69%，也相当5633个地球呢。因为地球质量只占太阳质量的0.0003%，是太阳质量的33万分之一。

所有恒星发生的核聚变都是由于恒星自身引力导致核心的高温和高压激发的。

太阳中心温度1500万度，压力相当3000亿个大气压，在这种温度和压力下，氢原子的核外电子被剥离成自由电子，核子被挤压融合到了一起，形成了4个氢核融合为1个氦核的聚变。

太阳中心每秒钟有6亿吨的氢参与核聚变反应，融合成5.957亿吨的氦，并释放出430万吨质量转化的能量，这相当于每秒钟向太空释放3.8×10^26焦耳的电磁辐射，我们地球能够接受并享受到这些能量的22亿分之一。

太阳就是核心区源源不断发生核聚变的巨大张力，与太阳巨大体积的引力压力相抗衡，在这种平衡中一直保持着核聚变的不断进行。这就是太阳的主序星阶段，像太阳这样的黄矮星主序星阶段要进行100亿年。

现在太阳主序星阶段已经过了约50亿年了，再过50亿年，太阳核心的氢就会燃烧殆尽，满足不了太阳核聚变燃料的持续供应，太阳就会变得不稳定，终于中心核聚变熄灭，巨大的引力压力会导致物质向中心坍缩。

这种更为巨大的引力压力会激发太阳中心聚集了100亿年的氦发生氦闪，就是氦核聚变，更高的温度和核聚变张力会使太阳外围气体急剧膨胀，这就是太阳的末日前红巨星阶段。

这个阶段太阳半径可以扩大200到300倍，其表面外沿将到达金星甚至火星轨道，沿途的行星都将被吞噬化为气态，所以我们地球在那个恐怖的时代会不会被吞噬还很难预料。

不过有一点是肯定的，地球即使不被吞噬，也将被烤焦，成了一个埋在火堆里的土豆。值得庆幸的是，那个时代地球已经早就没有了生命，人类要么早已移民外星球，要么早已灭亡了，不会受到那种煎熬。

氦核聚变比轻核聚变来的更猛烈更快，很快氦就消耗殆尽，全部被聚变成碳，太阳经过红巨星阶段，再也没有能力激发碳核聚变，聚变之火就渐渐熄灭。

经历了百亿年红红火火的太阳，这时已经行将就木，外围的气体外壳越扩越大，最后渐渐消散到太空，留下中心物质坍缩成一个致密的碳核，这就是太阳的尸骸~白矮星。

这就是太阳发生核聚变的原因和结局，也是所有恒星发生核聚变的原因，不过不同的恒星结局就不一样了，这个问题时空通讯过去有过不少论述，有兴趣的朋友可以前往查看。

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能量怎么才会转变成物质

先要搞清什么是能量，能量就是物质的运动，而且物质的运动越快，表明它包含着能量越不多。这里所说的运动是指其内部运动，而内部运动是相对的，比如电子的运动相对于原子来说是其内部运动，而相对于原子核来说就是外部运动。

明白了能量的概念（哲学角度），能量怎样转化成物质也就清楚了。能量转化为物质，实际上是一种趋势，因为上面已经说了，能量是物质的运动，因此能量是不能离开物质而单独存在的。奇点大爆炸后形成现实宇宙的过程就是能量向物质转化的过程，而恒星形成黑洞的过程就是物质向能量转化的过程。

能量可以转化为质量吗能量和质量是一体的吗

当然可以，不但可以，而且我们宇宙中所有的物质的质量都是通过能量转换过来的。

现在宇宙形成的主流理论就是大爆炸，大爆炸开始的时候宇宙温度非常高，首先产生了大量的高能光子，这些光子相互碰撞就按照爱因斯坦的质能公式产生了高速运动的夸克、胶子、电子等基本粒子及其反粒子，可以说是高温的基本粒子浆糊，还不是我们今天说的物质。到了大爆炸后大约一万亿分子一秒的时候，宇宙的温度冷却到了大约一千万亿度，夸克、胶子和电子及其反粒子就开始冷却形成了质子和中子，这就是最初始的物质。大爆炸后大约10秒，温度约30亿度，这就是宇宙的核合成时期，质子和中子就会结合形成氢、氦类稳定轻原子核（化学元素），其他轻原子核也会形成一点，但是非常少。当宇宙冷却到10亿度以下，也就是大爆炸大约三分钟，就不能再产生新的原子核了。所以我们宇宙中的物质基本上都是在宇宙大爆炸之后三分钟以内形成的。

当然今天我们宇宙中的物质并不仅仅有氢、氦类稳定轻原子核，其他的元素主要都是在恒星的中心通过轻元素合成重元素的核聚变过程形成的，这种过程能够产生一直到铁这样的重元素，而核聚变过程中释放能量的过程就是恒星内部的能源机制。此外，超新星爆发的过程中也会产生一些比铁更重的元素。

我们下面看看能量转化成质量的具体过程。

爱因斯坦的质能公式E＝mc2反过来写就是m＝E/c2，也就是能量可以转换成为物质，因此一对伽马射线光子，只要它们的能量加起来超过两个电子的静止质量，根据E＝mc2对应的能量，就能够产生一对电子和正电子。不过实际情况要略微复杂一点，要求的是在两个光子的动量中心的参考系里面（在这个参考系里面两个光子的动量之和等于零），它们的能量之和超过两个电子的静止质量根据E＝mc2对应的能量，这样就能够同时满足能量和动量守恒，当然也满足电荷守恒，就能够产生一对电子和正电子了。

正是由于伽马射线光子的这个性质，我们在地球上无法探测到宇宙很远处的高能伽马射线光子，因为这些光子会和宇宙微波背景辐射光子以及恒星和气体发出的红外光子作用产生电子和正电子对。读者可能很奇怪，宇宙微波背景辐射光子和红外光子的能量很低，怎么也会用来产生电子和正电子对呢？原因就是上面说的，只要在两个光子的动量中心的参考系里面它们的能量之和足够大就行。所以，尽管宇宙微波背景辐射光子和红外光子的能量很低，只要伽马射线光子的能量足够高就可以做到了。当然，如果伽马射线光子的能量很高，它们还能够产生很多其它的正反粒子对，只不过最容易产生的就是电子和正电子对而已，这些都已经有了大量的实验和观测证据，并不仅仅是理论推测。实际上，两个光子相撞产生正负电子对的过程也可以在实验室中实现，而且已经实现了。

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怎样让能量转化为质量呢

谢邀。人的肥胖，主要原因是高热量食物摄入过多(但不是唯一的原因)。当食物进入胃肠道消化，如果人体缺乏维生素B等营养素时，会导致体内脂肪转化成热量的过程受阻，从而使脂肪堆积，久了就形成肥胖，体内水份过少，也会使脂肪的代谢无法进行，也会导致肥胖，另外，如摄入大量高热量的糖类，如蔗糖，葡萄糖，也会在体内直接转化为内源性甘油三脂，导致高血脂及肥胖。如何把能量转化为质量，这是一个非常简单的问题，控制自已的热量(限制摄入高热量高脂肪食物)，参加运动并长期坚持会保持身体的能量，避免过多的脂肪堆积，进行热量的转化，慢慢的你的身体就会成为易瘦型体质，把能量转化为质量，想胖也难。