nemuchtorstont.ru

Verstaan ​​E = mc2

In een van Albert Einstein se revolusionêre wetenskaplike artikels wat in 1905 gepubliseer is, het die formule E = mc2

bekendgestel waar E die energie, m die massa en c is die spoed van lig in `n vakuum. Sedertdien het E = mc2 word een van die beroemdste vergelykings in die wêreld. Selfs mense sonder agtergrond in fisika het ten minste van die vergelyking gehoor en is bewus van sy wonderbaarlike invloed op die wêreld waarin ons leef. Die meeste mense weet egter nie presies wat die vergelyking beteken nie. In eenvoudige terme verteenwoordig die vergelyking die verhouding van energie tot massa: in wese is energie en materie nie meer as twee verskillende vorme van dieselfde ding nie. Hierdie relatief eenvoudige vergelyking het die manier waarop ons aan energie dink, verander en ons voorsien van talle tegnologiese ontwikkelings.

stappe

Deel 1
Verstaan ​​die vergelyking

Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 1
1
Die betekenis van die veranderlikes van die vergelyking. Die eerste stap om `n vergelyking te verstaan, is om te weet wat elke veranderlike beteken. In hierdie geval staan ​​E vir die energie van `n voorwerp in rus, m staan ​​vir die massa van die voorwerp en c vir die spoed van lig in `n vakuum.
  • Die spoed van lig (c) is konstant in alle verwysingsraamwerke en is ongeveer gelyk aan 3.00x108 meter per sekonde. In die konteks van Einstein se relatiwiteitsteorie, die c2 meer as `n eenheidsomskakeling as `n konstante. As sodanig word dit kwadraat as gevolg van die dimensie-analise - energie word gemeet in joules, of kg m2 s-2, en so sal dit optel c2 verseker dat die verhouding tussen energie en massa dun konsekwent is.
  • Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 2
    2
    Verstaan ​​wat met energie bedoel word. Daar is baie verskillende vorme van energie, insluitende termiese, elektriese, chemiese en kernenergie. Energie word oorgedra tussen stelsels, waardeur een stelsel energie ontvang wat uit ander stelsels geneem word.
  • Energie kan nie gemaak of vernietig word nie, dit kan net `n ander vorm neem. Byvoorbeeld, steenkool het baie potensiële energie wat verander in termiese energie wanneer dit verbrand word.
  • Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 3
    3
    Definieer wat massa beteken. Massa word algemeen gedefinieer as die hoeveelheid materie in `n voorwerp.
  • Daar is ook `n paar ander definisies van massa. Daar is so iets soos `invariant massa` en `relativistiese massa`. Invariant massa is massa wat onveranderd bly, ongeag die verwysingsraamwerk. Relativistiese massa, aan die ander kant, hang af van die spoed van die voorwerp. In die vergelyking E = mc2, m verwys na die onveranderlike massa. Dit is baie belangrik, want dit beteken dat jy massa is nie verhoog as jy vinniger beweeg, in teenstelling met wat jy dikwels dink.
  • Dit is belangrik om te verstaan ​​dat massa en gewig anders is. Gewig is die swaartekrag wat `n voorwerp ervaar, terwyl die massa die hoeveelheid materie in daardie voorwerp is. Massa kan slegs verander as die voorwerp fisies verander word, terwyl die gewig afhang van die swaartekrag van die voorwerp se omgewing. Massa word gemeet in kilogram (kg), terwyl die gewig in Newton (N) gemeet word.
  • Soos energie kan massa nie gemaak of vernietig word nie, maar dit kan vorm verander. Byvoorbeeld, `n ysblokkie kan smelt en `n vloeistof word, maar het dieselfde massa in beide lande.
  • Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 4


    4
    Besef dat massa en energie gelyk is. Die vergelyking bepaal dat massa en energie dieselfde is en dui aan hoeveel energie teenwoordig is binne `n sekere hoeveelheid massa. In wese dui die vergelyking daarop dat `n klein hoeveelheid massa `n groot hoeveelheid energie bevat.

    • Deel 2
    Die toepassing van die vergelyking in die werklike wêreld

    Beeld getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 5
    1
    Verstaan ​​waar bruikbare energie vandaan kom. Die meeste van ons verbruikbare energie word vrygestel wanneer steenkool en natuurlike gas verbrand word. Deur hierdie stowwe te brand, word gebruik gemaak van die bestaande valenselektrone (ongepaarde elektrone in die buitenste dop van `n atoom) en die bande wat hulle met ander elemente maak. Wanneer hitte bygevoeg word, breek hierdie bande af en word energie vrygestel wat gebruik word om energie aan ons samelewing te verskaf.
    • Die verkryging van energie op hierdie manier is nie baie doeltreffend nie en is ten koste van die omgewing.
  • Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 6
    2
    Pas Einstein se vergelyking toe om energie omskakeling meer doeltreffend te maak. E = mc2 vertel ons dat veel meer energie in die kern van `n atoom gestoor word as in sy valenselektrone. Die energie wat vrygestel word van die splitsing van `n atoom, is veel hoër as dié van die breek van elektronbindings.
  • Kernenergie is gebaseer op hierdie beginsel. In kernreaktors kan kernsplyting (die splitsing van atome) plaasvind en die enorme hoeveelheid energie wat vrygestel word, kan gestoor word.
  • Prent getiteld Verstaan ​​E = mc2 Stap 7
    3
    Ontdek die tegnologie wat moontlik gemaak is deur E = mc2. E = mc2 het die ontwikkeling van baie nuwe en opwindende tegnologie moontlik gemaak, en sommige van hulle is onontbeerlik in ons lewens:
  • PET-skanderings gebruik radioaktiwiteit om na die liggaam te kyk.
  • Die vergelyking het die ontwikkeling van telekommunikasie met satelliete en rowers moontlik gemaak.
  • C14-dating gebruik radioaktiewe verval gebaseer op hierdie vergelyking om die ouderdom van baie ou voorwerpe te bepaal.
  • Kernenergie bied ons samelewing skoner en doeltreffender energiebronne.
    • Deel op sosiale netwerke:

    Verwante