Загрузить PDFЗагрузить PDFHow.com.vn работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 39 человек(а).
Количество источников, использованных в этой статье: 7. Вы найдете их список внизу страницы.
Количество просмотров этой статьи: 240 383.
В одной из своих революционных научных работ, опубликованной в 1905 году, Альберт Эйнштейн предложил формулу E=mc2, где Е − энергия, m − масса, с − скорость света в вакууме.[1] С тех пор она стала одной из самых известных формул в мире. Даже люди, далекие от физики, хотя бы раз слышали об этой формуле и о той важной роли, которую она играет в наших представлениях об окружающем мире. Однако далеко не все понимают, что именно означает данное уравнение. Попросту говоря, эта формула выражает эквивалентность энергии и массы, связанных между собой простым соотношением.[2] Это соотношение, изменившее наше представление об энергии, нашло широкое практическое применение.
Шаги
Рассмотрим величины, входящие в уравнение. Для понимания какой-либо формулы первым делом следует определить, какие величины в нее входят. В нашем случае E − это энергия, m − масса, и c − скорость света.- Скорость света в вакууме − это постоянная величина, приблизительно равная 3,00x108 метров в секунду. Ввиду фундаментальных свойств энергии она возводится в квадрат: тело, движущееся в два раза быстрее, обладает в четыре раза большей энергией.[3]
- Скорость света является константой, так как если вы превратите какое-либо тело в чистую энергию, эта энергия будет перемещаться со скоростью света.[4]
Рассмотрим понятие энергии. Существует множество видов энергии, в том числе тепловая, электрическая, химическая, ядерная и так далее.[5] Энергия может переходить из одного вида в другой, и различные тела или системы могут обмениваться энергией. Основной единицей измерения энергии служит джоуль (Дж).- Энергия не может бесследно исчезнуть или появиться из ничего, она лишь принимает различные формы. Например, уголь обладает большим количеством потенциальной энергии, которая превращается в тепловую при его сгорании.
- Кинетическая энергия какого-либо тела пропорциональна его массе, умноженной на квадрат скорости. Общая энергия тела равна его массе, умноженной на квадрат скорости света в вакууме.[6]
Рассмотрим понятие массы. Масса тела определяется как количество составляющего его вещества.[7] Следует различать массу и вес. Вес − это сила тяжести, действующая на тело, в то время как масса представляет собой количество вещества, содержащегося в этом теле. Масса тела может измениться лишь в том случае, когда меняется оно само, а вес зависит от гравитационного поля, в котором находится данное тело. Масса измеряется в килограммах (кг), а вес − в ньютонах (Н).- Как и энергия, масса не может возникнуть из ничего или бесследно исчезнуть, но она способна изменять свою форму. Например, кубик льда может растаять и превратиться в воду, однако масса вещества при этом не изменится.
Энергия и масса эквивалентны.[8] Рассматриваемое равенство свидетельствует о том, что энергия эквивалентна массе, и из него мы можем определить, какое количество энергии содержится в определенной массе вещества. Характерно, что даже в малой массе содержится довольно большое количество энергии.[9]Реклама
Из чего производится полезная энергия? Большая часть потребляемой нами энергии выделяется при сгорании угля и природного газа. При этом высвобождается энергия их валентных электронов (неспаренных электронов во внешних электронных оболочках атомов), задействованных в связях с другими химическими элементами. При нагревании эти связи разрушаются, и при этом выделяется энергия, используемая для различных целей.- Данный способ получения энергии не очень эффективен и довольно вреден для окружающей среды.
Рассмотрим уравнение Эйнштейна, чтобы найти более эффективные источники энергии. Из равенства E=mc2 мы видим, что намного больше энергии заключено внутри атомных ядер, а не во внешних валентных электронах.[10] При расщеплении атомного ядра выделяется гораздо больше энергии, чем при разрыве электронных связей.- Ядерная энергетика основана именно на этом законе. В ядерных реакторах происходит распад (расщепление) атомов, при котором выделяется большое количество энергии.
На уравнении Эйнштейна основаны многие технологии. Формула E=mc2 привела к развитию множества новых технологий, без которых невозможно представить современный мир:[11]- В позитрон-эмисионной томографии явление радиоактивности используется для того, чтобы увидеть внутренние органы человека.
- Уравнение Эйнштейна сделало возможным развитие спутниковой мобильной связи.
- Основанный на формуле Эйнштейна радиоуглеродный анализ позволяет установить возраст древних объектов.
- Ядерная энергетика − это более чистый и эффективный способ получения энергии.
Реклама
Источники
- ↑ http://www.emc2-explained.info/
- ↑ http://www.universetoday.com/114617/a-fun-way-of-understanding-emc2/
- ↑ http://www.emc2-explained.info/Emc2/Basics.htm#.Vhv1WvlViko
- ↑ http://www.pbs.org/wgbh/nova/physics/legacy-of-e-equals-mc2.html
- ↑ http://www.emc2-explained.info/Emc2/Basics.htm#.Vhv1WvlViko
- ↑ http://www.energytribune.com/2771/understanding-e-mc2#sthash.rGMmdND1.GHIxS837.dpbs
- ↑ http://www.emc2-explained.info/Emc2/Basics.htm#.VhxJCPlVikp
- ↑ http://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/expe-text.html
- ↑ http://www.energytribune.com/2771/understanding-e-mc2#sthash.rGMmdND1.GHIxS837.dpbs
Была ли эта статья полезной?
⚠️ Disclaimer:
Content from Wiki How Русский language website. Text is available under the Creative Commons Attribution-Share Alike License; additional terms may apply.
Wiki How does not encourage the violation of any laws, and cannot be responsible for any violations of such laws, should you link to this domain, or use, reproduce, or republish the information contained herein.
- - A few of these subjects are frequently censored by educational, governmental, corporate, parental and other filtering schemes.
- - Some articles may contain names, images, artworks or descriptions of events that some cultures restrict access to
- - Please note: Wiki How does not give you opinion about the law, or advice about medical. If you need specific advice (for example, medical, legal, financial or risk management), please seek a professional who is licensed or knowledgeable in that area.
- - Readers should not judge the importance of topics based on their coverage on Wiki How, nor think a topic is important just because it is the subject of a Wiki article.
