E=mc2 forstår

En af Albert Einsteins revolutionerende videnskabelige artikler udgivet i 1905 introducerede formlen E=mc, hvor E er energien, m er massen og c er lysets hastighed i et vakuum. Siden da er E=mc blevet en af ​​de mest berømte ligninger i verden. Selv folk uden baggrund i fysik har i det mindste hørt om ligningen og er klar over dens indflydelse på den verden, vi lever i. Men de fleste mennesker ved ikke præcis, hvad ligningen betyder. Enkelt sagt repræsenterer ligningen forholdet mellem energi og masse: i det væsentlige er energi og stof bare to forskellige former for den samme ting. Denne relativt enkle ligning har ændret den måde, vi tænker om energi på og givet os adskillige teknologiske fremskridt.

Trin

Del 1 af 2: Forståelse af ligningen

Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 1
1. Betydningen af ​​ligningens variable. Det første skridt til at forstå en ligning er at vide, hvad hver variabel betyder. I dette tilfælde repræsenterer E energien af ​​et objekt i hvile, m repræsenterer objektets masse, og c repræsenterer lysets hastighed i et vakuum.
  • Lysets hastighed (c) er konstant i alle referencerammer og omtrent lig med 3,00x10 meter pr. I sammenhæng med Einsteins relativitetsteori virker c`et mere som en enhedskonvertering end som en konstant. Som sådan kvadreres det som et resultat af dimensionsanalysen - energi måles i joule eller kg m s, så tilføjelse af c vil sikre, at forholdet mellem energi og masse er dimensionelt konsistent.
Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 2
2. Forstå, hvad der menes med energi. Der er mange forskellige former for energi, herunder termisk, elektrisk, kemisk og nuklear energi. Energi overføres mellem systemer, hvor et system får energi, der tages fra andre systemer.
  • Energi kan ikke skabes eller ødelægges, den kan kun antage en anden form. For eksempel har kul en masse potentiel energi, der bliver til termisk energi, når det brændes.
  • Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 3
    3. Definer hvad masse betyder. Masse er generelt defineret som mængden af ​​stof i et objekt.
  • Der er også et par andre definitioner af masse. Der er sådan noget som `invariant masse` og `relativistisk masse`. Invariant masse er masse, der forbliver uændret uanset referenceramme. Relativistisk masse afhænger på den anden side af objektets hastighed. I ligningen E=mc refererer m til den invariante masse. Dette er meget vigtigt, fordi det betyder, at din masse ikke stiger, når du bevæger dig hurtigere, i modsætning til hvad folk tror.
  • Det er vigtigt at forstå, at masse og vægt er forskellige. Vægt er tyngdekraften et objekt oplever, mens masse er mængden af ​​stof i det objekt. Massen kan kun ændre sig, hvis objektet ændres fysisk, mens vægten afhænger af tyngdekraften af ​​objektets omgivelser. Masse måles i kilogram (kg), mens vægt måles i Newton (N).
  • Ligesom energi kan masse ikke skabes eller ødelægges, men den kan ændre form. For eksempel kan en isterning smelte og blive til en væske, men har den samme masse i begge tilstande.
  • Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 4
    4. Er du klar over, at masse og energi er lige store?. Ligningen siger, at masse og energi er det samme og angiver, hvor meget energi der er til stede i en given mængde masse. Grundlæggende indikerer ligningen, at en lille mængde masse indeholder en stor mængde energi.

    Del 2 af 2: Anvendelse af ligningen i den virkelige verden

    Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 5
    1. Forstå, hvor nyttig energi kommer fra. Det meste af vores forbrugsenergi kommer fra afbrænding af kul og naturgas. Forbrænding af disse stoffer bruger de tilstedeværende valenselektroner (uparrede elektroner i den yderste skal af et atom) og de bindinger, de danner med andre grundstoffer. Når varme tilføres, brydes disse bindinger og frigiver energi, der bruges til at drive vores samfund.
    • At skaffe energi på denne måde er ikke særlig effektivt og er på bekostning af miljøet.
    Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 6
    2. Anvend Einsteins ligning for at gøre energiomdannelse mere effektiv. E=mc fortæller os, at der er meget mere energi lagret i et atoms kerne end i dets valenselektroner. Den energi, der frigives ved at spalte et atom, er meget højere end ved at bryde elektronbindinger.
  • Atomenergi er baseret på dette princip. Atomreaktorer tillader nuklear fission (spaltning af atomer) at finde sted og lagrer den enorme mængde energi, der frigives.
  • Billede med titlen Understand E=mc2 Trin 7
    3. Oplev de teknologier, der er muliggjort af E=mc. E=mc har muliggjort udviklingen af ​​mange nye og spændende teknologier, hvoraf nogle er blevet en integreret del af vores liv:
  • PET-scanninger bruger radioaktivitet til at se ind i kroppen.
  • Ligningen muliggjorde udviklingen af ​​telekommunikation med satellitter og rovere.
  • C14-datering bruger radioaktivt henfald baseret på denne ligning til at bestemme alderen på meget gamle genstande.
  • Atomenergi tilbyder vores samfund renere og mere effektive energikilder.

  • Оцените, пожалуйста статью