Συγγραφέας:
Peter Berry
Ημερομηνία Δημιουργίας:
15 Ιούλιος 2021
Ημερομηνία Ενημέρωσης:
1 Ιούλιος 2024
Περιεχόμενο
Ο τύπος E = mc ήταν γνωστός για πρώτη φορά όταν κυκλοφόρησε σε χαρτί του 1905 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν και έγινε η πιο διάσημη φόρμουλα που έθεσε το στάδιο για μια σημαντική ανακάλυψη στη μεταγενέστερη επιστήμη και τεχνολογία. Στο E = mc, το E είναι ενέργεια, το m είναι μάζα και το c είναι η ταχύτητα του φωτός σε κενό. Ακόμα και άτομα που δεν έχουν βασική γνώση της φυσικής έχουν ακούσει αυτόν τον τύπο και, σε κάποιο βαθμό, γνωρίζουν την επιρροή του, ωστόσο, οι περισσότεροι από αυτούς δεν γνωρίζουν την ιδέα. την πραγματική έννοια αυτού του τύπου. Με απλά λόγια, αυτός είναι ένας τύπος που δείχνει τη σχέση μεταξύ ενέργειας και ύλης: ειδικά ότι η ενέργεια και η ύλη είναι δύο διαφορετικές μορφές του ίδιου πράγματος. Αυτή η απλή φόρμουλα άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται την ενέργεια και με τη σειρά τους οδήγησαν σε μια σειρά σημαντικών προόδων στη δημιουργία της σύγχρονης τεχνολογίας σήμερα.
Βήματα
Μέρος 1 από 2: Κατανόηση του τύπου
Ορίστε τις μεταβλητές στον τύπο. Για να κατανοήσετε οποιονδήποτε τύπο, το πρώτο βήμα πρέπει να είναι να κατανοήσετε τι αντιπροσωπεύει κάθε μεταβλητή στον τύπο. Σε αυτήν την περίπτωση, το Ε είναι η ενέργεια του αντικειμένου σε σταθερή κατάσταση, το m είναι η μάζα του αντικειμένου και το c είναι η ταχύτητα του φωτός σε κενό.- Η ταχύτητα του φωτός c είναι μια σταθερά με τιμή περίπου 3,00x10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Στη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, το c δρα ως παράγοντας μετατροπής μονάδας αντί για σταθερά. Δεδομένου ότι η ενέργεια μετράται σε μονάδες Joule (J) ή kg m s, η χρήση του c είναι το αποτέλεσμα της διαστατικής ανάλυσης για να διασφαλιστεί ότι η σχέση μεταξύ ενέργειας και μάζας είναι μια διάσταση.
Καταλάβετε τι είναι η ενέργεια. Η ενέργεια μπορεί να υπάρχει σε πολλές μορφές όπως θερμική, ηλεκτρική, χημική, πυρηνική και ούτω καθεξής. Η ενέργεια μπορεί να ανταλλάσσεται μεταξύ δύο συστημάτων, όπου το ένα δίνει ενέργεια και το άλλο λαμβάνει ενέργεια.- Η ενέργεια δεν μπορεί να παραχθεί ή να χαθεί, αλλά μπορεί να μετατραπεί μόνο από τη μία μορφή στην άλλη. Ο άνθρακας, για παράδειγμα, έχει πολλή πιθανή ενέργεια που μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα όταν καίγεται.
Προσδιορισμός μάζας. Η μάζα ενός αντικειμένου ορίζεται ως η ποσότητα της ύλης που περιέχεται σε αυτό το αντικείμενο.- Υπάρχουν επίσης μερικοί άλλοι ορισμοί της μάζας. Η "σταθερή μάζα" και ο "σχετικός όγκος" είναι δύο από αυτές. Η σταθερή μάζα, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι σταθερή μάζα κάτω από όλες τις συνθήκες. Εν τω μεταξύ, η σχετική μάζα εξαρτάται από την ταχύτητα του αντικειμένου. Η μάζα στον τύπο E = mc είναι σταθερή μάζα. Αυτό είναι ένα σημαντικό σημείο που έρχεται σε αντίθεση με την αντίληψη πολλών να υποδηλώνουν ότι η μάζα ενός αντικειμένου δεν είναι αλλάξτε όταν η ταχύτητα.
- Να θυμάστε ότι η μάζα και το βάρος είναι δύο διαφορετικές έννοιες. Το βάρος είναι η βαρύτητα ενός αντικειμένου και η μάζα είναι η ποσότητα της ύλης που αποτελεί το αντικείμενο. Η μάζα αλλάζει μόνο όταν το αντικείμενο τροποποιείται φυσικά, ενώ το βάρος αλλάζει ανάλογα με τη βαρύτητα του μέσου. Η μάζα μετράται σε χιλιόγραμμα (kg), το βάρος μετριέται σε Newton (N).
- Παρόμοια με την ενέργεια, η μάζα δεν παράγεται ούτε χάνεται, αλλά αλλάζει μόνο από τη μία μορφή στην άλλη. Για παράδειγμα, ένας παγάκι μπορεί να λιώσει σε ένα υγρό αλλά η μάζα του δεν αλλάζει.
Η μάζα και η ενέργεια είναι δύο ισοδύναμες ποσότητες. Αυτός ο τύπος δηλώνει την ομοιότητα της μάζας και της ενέργειας και δείχνει πόση ενέργεια υπάρχει σε μια δεδομένη μάζα. Και το πιο σημαντικό, αυτός ο τύπος μας δείχνει ότι μια μικρή μάζα περιέχει επίσης μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. διαφήμιση
Μέρος 2 από 2: Εφαρμογή φόρμουλας στην πρακτική
Η πηγή της χρησιμοποιήσιμης ενέργειας. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που χρησιμοποιούν σήμερα οι άνθρωποι προέρχονται από την καύση άνθρακα και φυσικού αερίου. Όταν καίγονται αυτά τα καύσιμα, οι δεσμοί που σχηματίζονται από ηλεκτρόνια σθένους θα σπάσουν και θα απελευθερωθεί ενέργεια, έτσι ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την πηγή ενέργειας για τη ζωή.
- Η λήψη ενέργειας με αυτόν τον τρόπο δεν είναι μόνο αναποτελεσματική αλλά και επιβλαβής για το περιβάλλον.
Χρησιμοποιήστε τον ενεργειακό τύπο του Αϊνστάιν για να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα του ενεργειακού μεταβολισμού. Ο τύπος Ε = mc δείχνει ότι ο πυρήνας ενός ατόμου περιέχει περισσότερη ενέργεια από τα ηλεκτρόνια σθένους του ατόμου. Η ενέργεια που απελευθερώνεται με διάσπαση ενός ατόμου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία διάσπασης ηλεκτρονικών δεσμών.
- Η πυρηνική ενέργεια βασίζεται επίσης σε αυτήν την αρχή. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες προκαλούν σχάση (προκαλώντας διαχωρισμό των ατόμων) και οι άνθρωποι θα ανακτήσουν την ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σχάση.
Οι τεχνολογικές εφευρέσεις πραγματοποιούνται χάρη στο E = mc. Ο τύπος E = mc βοήθησε στη δημιουργία πολλών ενδιαφέρων νέων τεχνολογιών που ίσως οι άνθρωποι σήμερα δεν μπορούν να ζήσουν χωρίς αυτές, για παράδειγμα:
- Μια σάρωση ποζιτρονίων (ΡΕΤ) χρησιμοποιεί ακτινοβολία για να δει φωτογραφίες του εσωτερικού του σώματος.
- Με βάση αυτόν τον τύπο, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει τεχνολογίες επικοινωνίας από δορυφόρους και αυτόνομους δρομολογητές.
- Η ηλικία του τεχνουργήματος καθορίζεται από τη μέθοδο της ακτινοβολίας άνθρακα, η ουσία αυτής της μεθόδου βασίζεται στη διαδικασία ραδιενεργού αποσύνθεσης σύμφωνα με τον τύπο E = mc.
- Η πυρηνική ενέργεια είναι μια καθαρότερη και αποτελεσματικότερη πηγή ενέργειας από τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας που εξακολουθούν να εκμεταλλεύονται και χρησιμοποιούν οι άνθρωποι.
