26.05.2020 14:56
for all
21 views
    
rating 5 | 1 usr.
 © Поліанна М

Чому масу називають мірою енергії

Чому масу називають мірою енергії

Відповідно до теорії відносності будь-яка енергія еквівалентна масі. Тобто, енергію тіла можна виразити через масу відомою нам усім формулою E=mc2. Ось тільки витягти її непросто. Навіть при ядерному поділі в тепло переходять лише тисячні частки цієї енергії, запасеної в ядерному паливі. Але варто зазначити, що таким ядерним паливом може стати будь-який атом з періодичної системи елементів.

Зменшення маси під час ядерної реакції називається «дефект мас», тобто при виділенні енергії ядром атома, воно зменшується в масі. Визначається ця енергія за тою ж формулою з невеликою редакцією: E=Δmc2. Це вказує нам, що енергія зв’язку між нуклонами ядра має масу. Так, наприклад, атом гелію, що містить чотири нуклони, має масу на 0, 8% меншу, ніж сумарна маса чотирьох ядер гідрогену (які містять один нуклон кожен). Бо для того, щоб з’єднати 4 нуклони гідрогену в ядро гелію, потрібно докласти енергію, виконати роботу. Саме вона й перетворюється на додаткову масу ядра гідрогену.

Історія питання залежності маси та енергії

  • У 1873 році Н. А. Умов вказав на співвідношення маси і енергії Е=kMC2 (де k знаходиться в межах 0, 5-1)
  • У 1881 р. Дж. Томсон дав співвідношення: k=4/3.
  • У 1890 р. О. Хевісайд дав співвідношення: k=1 і, таким чином, надав рівнянню сучасний зміст.
  • У 1900 році в статті Анрі Пуанкаре формула типу E=mc2, що зв`язує енергію і масу, з`явилася при знаходженні еквівалентної маси m випромінювання.

Альберт Ейнштейн також вивів формулу E=mc2 в своєму дослідженні в 1905 року, розглядаючи поведінку об`єкта, що рухається зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Звідси він зробив висновок про те, що маса тіла є мірою його енергії спокою:

Енергія спокою = Маса × (швидкість світла)2.

Відповідно до даної рівності, максимальна енергія, яку можна отримати від об`єкта, дорівнює добутку маси об`єкта на квадрат швидкості світла.

Біограф Ейнштейна А. Пайс пише, що співвідношення між масою і енергією, яке виражається формулою Е=mc2, дійсно було відомо для окремих випадків ще за 25 років до Ейнштейна. Але стверджує, що той вперше узагальнив його на всі явища природи. Згідно Умберто Барточчі (історику математики з університету Перуджі), рівняння, що зв`язує масу і енергію, було також опубліковано за два роки до Ейнштейна Олінто де Претто, промисловцем з міста Віченца в Італії.

Як бачимо, Ейнштейн не єдиний, хто співвідніс енергію та масу, але він був одним з перших, хто вивів формулу із загальних передумов теорії.

Еквівалентність маси і енергії є властивість пропорційності релятивістської енергії тіла до маси цього тіла, а також властивість пропорційності об`ємної щільності енергії до щільності маси речовини і поля. У більш широкому сенсі під еквівалентністю маси і енергії мається на увазі пропорційність між масою і функцією Гамільтона фізичної системи.


Поліанна М цікавиться

  • Хочете залишити відгук про прочитане?
  • Відгук

Обговорення

Візьміть участь в обговоренні

  • Поскаржитись
Коментар відвідувача стає доступним для ознайомлення лише з дозволу Редактора