DifiTsi.com

E = mc2 să înțeleagă

În 1905, Albert Einstein are ecuația E = mc2

într-una din lucrările sale științifice seminare - unde E reprezintă energie, m pentru masă și c pentru viteza luminii într-un vid. De atunci E = mc2 deveniți una dintre cele mai faimoase ecuații din lume. Chiar și oamenii care nu au nici un fundal de fizică au auzit vreodată despre ecuație și știu că are un impact incredibil asupra lumii noastre de azi. Dar majoritatea oamenilor nu știu exact ce înseamnă în realitate ecuația. Pur și simplu, ecuația reprezintă interdependența dintre energie și materie - în principiu, energia și materia sunt interschimbabile. Această ecuație relativ ușoară ne-a schimbat înțelegerea energiei și ne-a adus numeroase progrese tehnologice.

metodă

Partea 1
Înțelegeți ecuația

1
Definiți variabilele ecuației. Primul pas în înțelegerea unei ecuații este de a ști ce reprezintă fiecare variabilă. În acest caz, E este energia unui obiect nemișcat, m este masa acestui obiect și c este viteza luminii într-un vid.
  • Viteza luminii c este constantă în toate cadrele și este de aproximativ 3,00x108 Contoare pe secundă. În legătură cu teoria relativității lui Einstein, c2 mai mult ca conversia unei unități de măsură decât ca o constantă. Prin urmare, acesta este pătrat ca rezultat al unei analize dimensionale: energia este exprimată în jouli sau kg m2 s-2 a măsurat de ce adăugarea de c2 Asigură că relația dintre energie și masă rămâne uniform uniformă.
  • 2
    Înțelege ce înseamnă energie. Există multe forme de energie, incluzând, dar nu se limitează la energia termică, electrică, chimică și nucleară. Energia este transferată între sisteme, energia fiind transferată într-un sistem în timp ce se scade de la alta.
  • Energia nu poate fi nici creată, nici distrusă, ea poate prelua doar o altă formă. De exemplu, cărbunele au o mare cantitate de energie potențială, care este transformată în energie termică atunci când este arsă.
  • 3
    Definiți ce înseamnă masa. Masa este în general definită ca cantitatea de materie dintr-un obiect.
  • Există și alte câteva definiții ale masei. Există "masă de odihnă" și "masă relativistă". masa de repaus este masa, sub Lorentz Tranformationen - transformările de coordonate care sunt utilizate în teoria relativității - rămâne neschimbat. Masa relativistă, cu toate acestea, depinde de viteza obiectului. În ecuația E = mc2, se referă la masa de odihnă. Cele două sunt date de m = γm0 conectat, unde m0 este masa de odihnă și γ este factorul Lorentz. Acesta din urmă apare peste tot în teoria relativității și valoarea sa devine din ce în ce mai mare, pe măsură ce un obiect abordează viteza luminii.
  • Este important să înțelegeți că masa și greutatea nu sunt aceleași. Greutatea este forța gravitației care acționează asupra unui obiect, în timp ce masa este cantitatea de materie dintr-un obiect. Masa se poate schimba numai dacă obiectul este schimbat fizic, în timp ce greutatea depinde de forța de gravitație, care acționează în apropierea obiectului. Masa este măsurată în kilograme (kg), în timp ce greutatea este măsurată în Newtoni (N).
  • Ca și energia, masa nu poate fi nici creată, nici distrusă, dar poate și să își schimbe forma. De exemplu, un cub de gheata se poate topi la lichid, dar are inca aceeasi masa in ambele forme.
  • 4


    Fiți conștienți de faptul că masa și energia sunt egale. Ecuația afirmă că masa și energia sunt aceleași și ne spune, de asemenea, cât de multă energie este conținută într-o anumită cantitate de masă. Practic, ecuația explică faptul că o cantitate mică de masă conține o cantitate mare de energie.

    • Partea 2
    Aplicați ecuația în lumea reală

    1
    Înțelegeți unde provine energia utilizabilă. Cea mai mare parte a energiei consumatorilor provine din arderea cărbunelui și a gazelor naturale. Când au arde, aceste substanțe, utilizate pentru electroni de valență (electroni nelegați în învelișul exterior al unui atom) și compușii care au fost primite cu alte elemente, din. Când se adaugă căldură, acești compuși se descompun și energia eliberată este utilizată pentru a furniza comunităților noastre energie și căldură.
    • Obținerea de energie în acest mod nu este foarte eficientă și are un preț ridicat pentru mediu.
  • 2
    Utilizați ecuația lui Einstein pentru a face conversia de energie mai eficientă. E = mc2 ne spune că există mult mai multă energie în nucleul unui atom decât în ​​electronii lui de valență. Energia rezultată din scindarea unui atom este mult mai mare decât cea care apare atunci când se împarte legăturile de electroni.
  • Energia nucleară se bazează pe acest principiu. Reactoarele nucleare generează fisiune și captează apoi cantitatea incredibilă de energie eliberată.
  • 3
    Descoperiți tehnologiile reprezentate de E = mc2 vreodată posibil. E = mc2 a contribuit la inventarea multor tehnologii noi și interesante. Nu ne putem imagina o viață fără unii dintre ei:
  • Scanările PET folosesc radioactivitatea pentru a examina corpul.
  • Ecuația a permis dezvoltarea telecomunicațiilor cu sateliți și vehicule robotizate.
  • Metoda radiocarbon utilizează decăderea radioactivă bazată pe această ecuație pentru a determina vârsta obiectelor istorice.
  • Energia nucleară oferă societății noastre surse de energie mai curate și mai eficiente.
    • Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit