ما هي العلاقة بين المسألة والطاقة؟

يتم إعطاء العلاقة بين المادة والطاقة ، وفقا لنظرية النسبية ، من خلال سرعة الضوء. كان ألبرت أينشتاين رائدًا في اقتراح هذه الفرضية في عام 1905.

ترتبط نظرية أينشتاين النسبية بالمادة والطاقة بالمعادلة التالية: E = M x C2؛ حيث E: الطاقة ، M: الكتلة و C: سرعة الضوء ، هذا الأخير لديه قيمة تقدر بـ 300،000،000 م / ث.

وأوضح العلاقة بين المادة والطاقة على أساس نظرية النسبية

وفقًا لمعادلة آينشتاين ، يمكن حساب الطاقة المكافئة (E) بضرب الكتلة (م) للجسم بسرعة الضوء المربعة.

بدورها ، فإن سرعة الضوء التربيعية تساوي 9 × 1016 م / ث ، مما يعني أن العلاقة بين الكتلة والطاقة تتناسب مع عامل الضرب العالي للغاية.

يتناسب تباين كتلة الجسم بشكل مباشر مع الطاقة المنبعثة من عملية التحويل ، ويتناسب عكسيا مع مربع سرعة الضوء.

نظرًا لأن سرعة الضوء تعطى من خلال عدة أشكال ، تنص صيغة أينشتاين على أنه على الرغم من كونه كائنًا به كتلة صغيرة في حالة راحة ، إلا أنه يحتوي على كمية كبيرة من الطاقة تحت الحزام.

يحدث هذا التحول في نسبة غير متوازنة للغاية: يتم الحصول على 9 × 1016 جول من الطاقة بمقدار 1 كلغ من المادة التي تتحول إلى حالة أخرى.

هذا هو مبدأ التشغيل لمحطات الطاقة النووية والقنابل الذرية.

يتيح هذا النوع من التحويل لنظام ما تحويل الطاقة إلى نظام يتغير فيه جزء من الطاقة الداخلية للجسم في شكل طاقة حرارية أو ضوء مشع. هذه العملية ، بدورها ، تعني أيضًا فقدان الكتلة.

على سبيل المثال ، أثناء الانشطار النووي ، الذي تنقسم فيه نواة عنصر ثقيل (مثل اليورانيوم) إلى شريحتين من الكتلة الكلية السفلى ، ينطلق الفرق في الكتلة إلى الخارج في شكل طاقة.

إن تغيير الكتلة مهم على المستوى الذري ، وهذا يدل على أن المسألة ليست نوعية غير قابلة للتغيير للجسم ، وبالتالي ، فإن المسألة "يمكن أن تختفي" ، لإطلاقها إلى الخارج في شكل طاقة.

وفقًا لهذه المبادئ الفيزيائية ، تزداد الكتلة كدالة للسرعة التي يتحرك بها الجسيم. ومن هنا جاء مفهوم الكتلة النسبية.

إذا كان عنصر ما في حالة حركة ، يتم إنشاء فرق بين القيمة الأولية للطاقة (الطاقة الباقية) وقيمة الطاقة التي يمتلكها أثناء تحرك الجسم.

وبالمثل ، نظرًا للنظرية النسبية لآينشتاين ، يتم أيضًا إنشاء تباين في كتلة الجسم: كتلة الجسم المتحركة أكبر من كتلة الجسم عندما كانت في حالة راحة.