質(zhì)能方程是愛因斯坦在1905年提出來的，那時(shí)候人類還不不知道核聚變與核裂變，也不知道原子核中蘊(yùn)藏著巨大能量。

在質(zhì)能方程發(fā)現(xiàn)以前，科學(xué)家對(duì)太陽(yáng)能量來源一直存疑，化學(xué)能是我們常用到的能源，以燃值最高的氫氣來說：

2H2+O2=2H2O，ΔH=-286KJ/mol；

假如太陽(yáng)所有物質(zhì)，都是氫氣和氧氣按照方程比例混合，那么以目前太陽(yáng)的發(fā)光強(qiáng)度，太陽(yáng)的所有燃料只夠維持2.5萬(wàn)年的時(shí)間，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

后來人類發(fā)現(xiàn)了原子的聚變與裂變現(xiàn)象，并伴隨著質(zhì)量虧損，如果以相對(duì)論質(zhì)能方程來看，將釋放巨大能量；以氕核聚變?yōu)楹?4來看，如果太陽(yáng)最初全是氕核，那么太陽(yáng)質(zhì)量的氕核，足夠太陽(yáng)燃燒300億年的時(shí)間。

核聚變是澳洲科學(xué)家馬克·歐力峰，在1932年發(fā)現(xiàn)的；核裂變是德國(guó)科學(xué)家奧托哈恩在1938年發(fā)現(xiàn)的，此后人類打開了原子能的大門。

愛因斯坦是通過他的狹義相對(duì)論，推導(dǎo)出質(zhì)能方程，在愛因斯坦最初的論文中，質(zhì)能方程描述為：

m=E/c^2；

雖然和現(xiàn)在的E=mc^2形式，只是一個(gè)變換的關(guān)系，但是意義上有微小區(qū)別，質(zhì)能方程描述了質(zhì)量和能量是統(tǒng)一的。在原子核中蘊(yùn)藏著巨大能量，實(shí)際上在原子核與核外電子之間，也蘊(yùn)藏著能量。

一個(gè)質(zhì)子與電子結(jié)合為氫原子，質(zhì)子和電子由于庫(kù)侖力相互吸引，在兩者相距無窮遠(yuǎn)時(shí)，總勢(shì)能為零，隨著質(zhì)子和電子相互靠近，勢(shì)能減小為負(fù)值，電子動(dòng)能增大。

當(dāng)質(zhì)子完全捕獲自由電子后，自由電子成為核外電子，并釋放光子，此時(shí)整個(gè)氫原子的質(zhì)量會(huì)略有減小；也就是說一個(gè)氫原子的質(zhì)量，是小于質(zhì)子和自由電子質(zhì)量之和的，而損失的質(zhì)量，被激發(fā)光子帶走了，這就是質(zhì)能方程的意義之一。

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