Ako pochopiť vzorec E = MC2: 7 krokov (s ilustráciami)

V jednom z jeho revolučných vedeckých prác, publikovaných v roku 1905, Albert Einstein navrhol vzorca E = MC, kde E je energia, M - hmotnosť, C - rýchlosť svetla vo vákuu. Odvtedy sa stal jedným z najznámejších vzorcov na svete. Dokonca aj ľudia, ďaleko od fyziky, aspoň raz počuli o tomto vzorci a o dôležitú úlohu, ktorú hrá v našich myšlienkach o svete. Nie každý však chápe, čo presne táto rovnica znamená. Jednoducho povedané, tento vzorec vyjadruje ekvivalenciu energie a hmotnosti, prepojené jednoduchým pomerom. Toto je pomer, ktorý zmenil našu myšlienku energie našiel širokú praktickú aplikáciu.

Kroky

Časť 1 z 2:

Význam vzorca

jeden. Zvážte hodnoty zahrnuté v rovnici. Ak chcete pochopiť ľubovoľný vzorec, malo by sa určiť, ktoré hodnoty v ňom. V našom prípade E je Energia, M - Hmotnosť a C - Svetelná rýchlosť.

Rýchlosť svetla vo vákuu je konštantná hodnota, približne rovná 3,00x10 metra za sekundu. Vzhľadom na základné vlastnosti energie je zabudované na námestí: telo sa pohybuje dvakrát rýchle, má štyrikrát viac energie.
Rýchlosť svetla je konštantná, pretože ak sa dostanete nejaký druh tela na čistú energiu, táto energia sa bude pohybovať rýchlosťou svetla.

2. Zvážte koncepciu energie. Existuje mnoho druhov energie, vrátane tepelnej, elektrickej, chemickej, jadrovej a tak ďalej. Energia sa môže pohybovať z jedného druhu do druhého a rôzne orgány alebo systémy si môžu vymieňať energiu. Hlavná jednotka energie slúži Joule (J).

Energia nemôže zmiznúť bez stopy alebo sa objavuje z ničoho, to len rôzne formy. Napríklad uhlie má veľký počet potenciálnych energie, ktorá sa zmení na tepelné, keď spaľovanie.

Kinetická energia akéhokoľvek tela je úmerná svojej hmotnosti vynásobenej štvorcovým námestím. Celková energia tela sa rovná jeho hmotnosti vynásobenej štvorcom rýchlosti svetla vo vákuu.

3. Zvážte koncept hmoty. Telesná hmotnosť je definovaná ako počet jeho látky. Hmotnosť a hmotnosť by sa mala rozlíšiť. Hmotnosť je gravitačná sila pôsobiaca na telo, zatiaľ čo hmotnosť je množstvo látky obsiahnutej v tomto tele. Telesná hmotnosť sa môže zmeniť len vtedy, ak sa zmení, a hmotnosť závisí od gravitačného poľa, v ktorom je toto telo. Hmotnosť sa meria v kilogramoch (kg) a hmotnosť v Newtonu (H).

Rovnako ako energia, hmotnosť nemôže vzniknúť z ničoho ani nezmiznúť bez stopy, ale môže zmeniť svoj formulár. Napríklad kocka ľadu môže kosiť a premeniť na vodu, ale hmotnosť látky sa nezmení.

4. Energia a hmotnosť sú ekvivalentné. Vzhľadom na rovnosť naznačuje, že energia je ekvivalentná hmotnosti, a z neho môžeme určiť, koľko energie je obsiahnutá v určitej hmote látky. Je to charakteristické, že aj v malej hmici obsahujú pomerne veľké množstvo energie.

Časť 2 z 2:

Praktické použitie vzorca

jeden. Čo robí užitočnú energiu? BOViac energie spotrebovanej v USA sa prideľuje pri spaľovaní uhlia a zemného plynu. Zároveň sa uvoľňuje energia ich valenčných elektrónov (nepárové elektróny vo vonkajších elektrónových plášťoch), ktoré sa podieľajú na väzbách s inými chemickými prvkami. Po zohriatí sa tieto dlhopisy zničia a energia použitá na rôzne účely sa uvoľní.

Tento spôsob výroby energie nie je veľmi účinný a pomerne škodlivý pre životné prostredie.

2. Zvážte Einsteinovú rovnicu, aby ste našli efektívnejšie zdroje energie. Z rovnosti E = MC vidíme, že vo vnútri atómového jadier je uzavretých oveľa viac energie, a nie vo vonkajších telenerovaní valencie. S rozdelením atómového jadra sa rozlišuje oveľa viac energie, než keď sú elektronické prepojenia zlomené.

Jadrová energia je založená na tomto zákone. V jadrových reaktoroch je rozpad (rozdelenie) atómov, v ktorých sa rozlišuje veľké množstvo energie.

3. Mnohé technológie sú založené na rovnici Einstein. Vzorec E = MC viedol k rozvoju mnohých nových technológií, bez ktorého nemožno predložiť moderný svet:

V autorakčnej tomografii sa používa fenomén rádioaktivity na zobrazenie vnútorných orgánov osoby.

Einsteinová rovnica umožnila rozvíjať satelitnú mobilnú komunikáciu.

Na základe Einstein Formula Rádio Carbon Analýza Umožňuje vytvoriť vek starovekých objektov.

Jadrová energia je čistejším a účinným spôsobom na výrobu energie.