Как да разберем формулата E = MC2: 7 стъпки (с илюстрации)

В една от нейните революционни научни произведения, публикувани през 1905 г., Алберт Айнщайн предложи формулата E = MC, където Е е енергия, M - маса, С - скоростта на светлината във вакуум. Оттогава тя се превърна в една от най-известните формули в света. Дори хората, далеч от физиката, поне веднъж чуха за тази формула и за важната роля, тя играе в нашите идеи за света наоколо. Въпреки това, не всеки разбира какво точно означава това уравнение. Просто поставете, тази формула изразява еквивалентността на енергията и масата, взаимосвързана чрез просто съотношение. Това е съотношението, което е променило нашата идея за енергия, е намерила широко практическо приложение.

Стъпка

Част 1 от 2:

Значението на формулата

един. Считат, че стойностите, включени в уравнението. Първо ще се разбере всяка формула, трябва да се определи кои стойности в нея. В нашия случай, E е енергия, m - маса и c - скорост на светлината.

Скоростта на светлината във вакуум е постоянна стойност, приблизително равна на 3,00x10 метра в секунда. С оглед на основните свойства на енергетиката, тя е построена на квадрат: тялото се движи два пъти по-бързо, има четири пъти повече енергия.
Скоростта на светлината е постоянна, тъй като ако превърнете някакъв вид тяло в чиста енергия, тази енергия ще се движи със скоростта на светлината.

Изображение, озаглавено разбиране e = mc2 стъпка 2

2. Помислете за концепцията за енергия. Има много видове енергия, включително топлинни, електрически, химически, ядрени и т.н. Енергията може да се движи от един вид на друг, а различни тела или системи могат да обменят енергия. Основната енергия се сервира от Joule (J).

Енергията не може да изчезне без следа или да изглежда от нищо, отнема само различни форми. Например, въглищата имат голям брой потенциални енергия, която се превръща в термична при изгаряне.

Кинетичната енергия на всяко тяло е пропорционална на масата, умножена по скоростния квадрат. Общата енергия на тялото е равна на масата, умножена по квадрата на скоростта на светлината във вакуум.

Изображение, озаглавено разбиране e = mc2 стъпка 3

3. Помислете за концепцията за масата. Телесното тегло се определя като броя на нейното вещество. Трябва да се разграничат масата и теглото. Теглото е силата на гравитацията, действаща върху тялото, докато масата е количеството вещество, съдържащо се в този орган. Телесното тегло може да се промени само ако се промени, и теглото зависи от гравитационното поле, в което е това тяло. Масата се измерва в килограми (kg) и теглото в Нютон (Н).

Подобно на енергията, масата не може да възникне от нищо или да изчезне без следа, но може да промени формата си. Например, кубчето лед може да се надигне и да се превърне във вода, но масата на веществото няма да се промени.

Изображение, озаглавено разбиране e = mc2 стъпка 4

4. Енергията и масата са еквивалентни. Разглежданото равенство показва, че енергията е еквивалентна на масата и от нея можем да определим колко енергия се съдържа в определена маса на веществото. Характерно е, че дори в малка маса съдържат доста голямо количество енергия.

Част 2 от 2:

Практическо приложение на формула

един. Какво прави полезна енергия? БОПо-голямата консумация на енергия от нас се разпределя по време на изгарянето на въглища и природен газ. В същото време, енергията на техните валентни електрона (несвързани електрони във външните електронни обвивки на атоми), включени в връзки с други химични елементи, се освобождава. Когато се нагрява, тези връзки се унищожават и енергията, използвана за различни цели, се освобождава.

Този метод на производство на енергия не е много ефективен и доста вреден за околната среда.

Изображение, озаглавено разбиране e = mc2 стъпка 6

2. Помислете за уравнението на Айнщайн, за да намерите по-ефективни енергийни източници. От равенството e = MC виждаме, че вътре в атомните ядра се сключват много повече енергия, а не във външни валентни електрони. С разделянето на атомното ядро, много повече енергия се отличава, отколкото когато електронните връзки са счупени.

Ядрената енергия се основава на този закон. В ядрените реактори има разпад (разделяне) на атоми, в които се отличава голямо количество енергия.

Изображението, озаглавено разбиране e = mc2 стъпка 7

3. Много технологии се основават на уравнението на Айнщайн. Формулата E = MC доведе до развитието на много нови технологии, без които съвременният свят не може да бъде представен:

В позитронната емисионна томография феноменът на радиоактивност се използва за виждане на вътрешните органи на човек.

Уравнението на Айнщайн дава възможност за разработване на сателитни мобилни комуникации.

Въз основа на анализа на въглеродния анализ на Einstein Formula ви позволява да създадете възрастта на древните обекти.

Ядрената енергия е по-чист и ефективен начин за производство на енергия.