Зміст
E = mc в квадраті - найвідоміша формула з фізики. Його часто називають Теорією рівноваги масової енергії. Більшість людей знає, що Альберт Ейнштейн його розробив, але мало хто має уявлення про те, що це означає. По суті, Ейнштейн придумав взаємозв'язок матерії та енергії. Його геній усвідомлював, що матерію можна перетворити на енергію, а енергію - на матерію.
Ідентифікація
"E" у формулі означає енергію, виміряну в одиницях, званих ergs. "M" представляє масу в грамах. "C" - швидкість світла, виміряна в сантиметрах в секунду. Коли швидкість світла множиться на себе (у квадраті), а потім помножиться на масу, в результаті виходить дуже велика кількість. Це показує, що енергія, що зберігається навіть у невеликій кількості маси, величезна.
Злиття
Одним із способів виділення масової енергії є атоми, які складають цю масу, щоб злитися разом. Це трапляється іноді в природі. Наприклад, всередині зірки два атоми водню можуть приводитись в рух разом з такою великою швидкістю, що окремі протони в їх ядрах зливаються разом, утворюючи атом гелію з двома протонами. Процес перетворює близько 7 відсотків початкової маси в енергію. Це можна обчислити за формулою E = mc у квадраті. Процес називається ядерним синтезом. Ми бачимо це в техногенних пристроях, таких як прискорювачі частинок і ядерні бомби.
Ділення
Інший спосіб виділення енергії в масі полягає в тому, щоб атоми всередині цієї маси розходилися. Це також природно відбувається в природі. Наприклад, уран - радіоактивний елемент. Це означає, що він розпадається. У його ядрі знаходиться 92 протони. Усі вони позитивно заряджаються і намагаються піти одне від одного. Це схоже на два магніти з однаковою полярністю, що відштовхують один одного. Коли атоми урану втрачають протони, вони стають іншими елементами. Коли ви додаєте вагу нового ядра до маси викинутого протонів, результат трохи легший, ніж вихідний атом урану. Втрачена маса перетворюється на енергію. Ось чому радіоактивні елементи виділяють тепло і світло. Це називається ядерним поділом. Енергію, що створюється, можна також обчислити за формулою E = mc у квадраті.
Матерія та антиматерія
Протони та електрони, що складають Всесвіт, мають «дзеркальне зображення» двоюрідних братів, званих антипротонами та позитронами; ці частинки мають однакову масу, але протилежний електричний заряд. Цікаво, що коли нормальна частинка стикається зі своїм антиматеріальним двійником, вони витирають один одного, перетворюючи всю свою масу на енергію. Через квадрат E = mc викид енергії величезний. На щастя, у нашому Всесвіті дуже мало антиматерії, що робить ці зіткнення рідкісними.
Історія
Теорія Ейнштейна зробила революцію в тому, як люди бачили Всесвіт. Він приєднався до понять маси та енергії, які раніше вважалися абсолютно окремими. Ейнштейн показав, що масу можна перетворити на енергію і енергія може стати масою. Тепер ми більше зрозуміли, чому світять зірки, природа чорних дір та створення Всесвіту завдяки квадрату E = mc. Темною стороною формули є її використання в розробці ядерної зброї. Насправді саме Ейнштейн закликав розробити першу атомну бомбу до того, як змогли вороги воєнного часу в Америці.