Jak pochopit vzorec E = MC2: 7 kroky (s ilustracemi)

V jednom z jeho revolučních vědeckých prací, publikovaných v roce 1905, Albert Einstein navrhl vzorec E = MC, kde E je energie, M - hmotnost, C - rychlost světla ve vakuu. Od té doby se stala jedním z nejslavnějších vzorců na světě. Dokonce i lidé, daleko od fyziky, přinejmenším kdysi slyšeli o tomto vzorci a o důležité roli, kterou hraje v našich představách o světě kolem. Ne každý chápe, co přesně tato rovnice znamená. Jednoduše řečeno, tento vzorec vyjadřuje rovnocennost energie a hmotnosti, propojené jednoduchým poměrem. Toto je poměr, který změnil naši představu o energii, našel širokou praktickou aplikaci.

Kroky

Část 1 z 2:

Význam vzorce

jeden. Zvažte hodnoty obsažené v rovnici. Pochopit libovolný vzorec první, mělo by být stanoveno, které hodnoty v něm. V našem případě E je energie, M - hmotnost a C - Light Speed.

Rychlost světla ve vakuu je konstantní hodnota, přibližně rovnající se 3,00x10 metrů za sekundu. S ohledem na základní vlastnosti energie je postavena na čtverec: tělo pohybující se dvakrát rychleji, má čtyřikrát více energie.
Rychlost světla je konstantní, protože pokud změníte nějaký druh těla do čisté energie, tato energie se bude pohybovat rychlostí světla.

2. Zvažte pojem energie. Existuje mnoho typů energie, včetně tepelné, elektrické, chemické, jaderné a tak dále. Energie se může pohybovat od jednoho druhu do druhé a různé tělo nebo systémy mohou vyměňovat energii. Hlavní jednotka energie je podávána Joule (J).

Energie nemůže zmizet bez stopy nebo se objeví z ničeho, trvá pouze různé formy. Například uhlí má velký počet potenciálních energií, které se při spalování změní na tepelné.

Kinetická energie jakéhokoliv těla je úměrná svému množství násobené rychlostním čtvercem. Celková energie těla se rovná své hmotě násobené čtvercem rychlosti světla ve vakuu.

3. Zvážit koncept hmoty. Tělesná hmotnost je definována jako počet jeho látky. Měla by se rozlišovat hmotnost a hmotnost. Hmotnost je síla gravitace působící na tělo, zatímco hmotnost je množství látky obsažené v tomto těle. Tělesná hmotnost se může změnit pouze v případě, že se změní sám, a hmotnost závisí na gravitačním poli, ve kterém je toto tělo. Hmotnost se měří v kilogramech (kg) a hmotnost v Newtonu (H).

Stejně jako energie, hmotnost nemůže vzniknout z ničeho nebo zmizet bez stopy, ale může změnit svůj formulář. Například kostka ledu může sekat a přeměnit do vody, ale hmotnost látky se nezmění.

čtyři. Energie a hmota jsou ekvivalentní. S ohledem na rovnost uvádí, že energie je ekvivalentní hmotnosti a od ní můžeme určit, kolik energie je obsaženo v určité hmotě látky. Je charakteristická, že i v malé hmoty obsahují poměrně velké množství energie.

Část 2 z 2:

Praktická aplikace vzorce

jeden. Co dělá užitečnou energii? BÓČím více energie spotřebovaných nás je přidělena během spalování uhlí a zemního plynu. Zároveň je uvolněna energie jejich valenčních elektronů (nepárové elektrony ve vnějších elektronových skořepinách atomů) podílející se do vazeb s jinými chemickými prvky. Při zahřátí jsou tyto vazby zničeny a energie používaná pro různé účely je uvolněna.

Tato metoda výroby energie není příliš účinná a docela škodlivá pro životní prostředí.

2. Zvažte Einsteinovu rovnici k nalezení efektivnějších zdrojů energie. Ze rovnosti E = MC vidíme, že v atomových jadech je uzavřeno mnohem více energie, a nikoli v externích valenčních elektronech. S rozdělením atomového jádra je mnohem více energie rozlišena, než když jsou elektronické odkazy rozbité.

Jaderná energie je založena na tomto zákoně. U jaderných reaktorů je rozpad (dělení) atomů, ve kterých je rozlišeno velké množství energie.

3. Mnoho technologií je založeno na Einsteinské rovnici. Formula E = MC vedl k vývoji mnoha nových technologií, bez kterého moderní svět nemůže být předložen:

V pozitronově emisní tomografii se fenomén radioaktivity používá k vidění vnitřních orgánů osoby.

Einsteinova rovnice umožnila vyvinout satelitní mobilní komunikaci.

Na základě analýzy Einstein Formula Radio Carbon umožňuje vytvořit věk starověkých objektů.

Jaderná energie je čistší a účinný způsob, jak vyrábět energii.