1905 yilda Albert Eynshteyn kashf etgan inqilobiy ilmiy ishda E = mc2 kiritildi, bu erda: E - energiya, m - massa, v - vakuumdagi yorug'lik tezligi. O'shandan beri E = mc2 dunyoda tan olingan tenglamalardan biriga aylandi. Aslida, fizikadan ma'lumoti bo'lmagan odamlar, hech bo'lmaganda, bu tenglama haqida eshitgan va uning dunyoga qanday ta'sir qilishidan xabardor. Biroq, ko'pchilik tenglama nimani anglatishini bilishmaydi. Oddiy qilib aytganda, bu tenglama energiyaning moddaning o'zaro bog'liqligini ifodalaydi: mohiyatiga ko'ra, energiya va materiya bir xil narsaning ikki shaklidir. Bu oddiy tenglama energiya haqidagi fikrimizni o'zgartirib, turli texnologik yutuqlarni keltirib chiqardi.
Qadam
2 -qismning 1 -qismi: Tenglamalarni tushunish
Qadam 1. Tenglama o'zgaruvchilarini aniqlang
Tenglamani tushunish uchun birinchi qadam har bir o'zgaruvchining ma'nosini bilishdir. Bu holda, E - harakatsiz jismning energiyasi, m - jismning massasi, c - vakuumdagi yorug'lik tezligi.
Yorug'lik tezligi (c) har bir tenglamada teng bo'lgan va taxminan 3,00x10 ga teng bo'lgan doimiydir8 sekundiga metr. Eynshteynning nisbiyligi nuqtai nazaridan, v2 doimiydan ko'ra birlik konvertatsiya faktori vazifasini bajaradi. Shuning uchun, o'lchovli tahlil natijasida c kvadrat (energiya joule, yoki kg m bilan o'lchanadi)2 s-2) c ning qo'shilishi2 energiya va massa o'rtasidagi munosabatlar o'lchovli izchil bo'lishini ta'minlash.
2 -qadam. Energiya nima ekanligini tushuning
Issiqlik, elektr energiyasi, kimyoviy moddalar, yadro va boshqalarni o'z ichiga oladigan energiyaning ko'p turlari mavjud. Energiya turli tizimlar o'rtasida uzatiladi (bir tizimga quvvat berish, ikkinchisidan energiya olish).
Energiyani yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas, faqat turli shakllarga aylanadi. Masalan, ko'mir juda ko'p potentsial energiyaga ega, u yoqilganda issiqlik energiyasiga aylanadi
3 -qadam. Massa tushunchasini aniqlang
Massa odatda ob'ektdagi moddaning miqdori sifatida aniqlanadi.
- Massaning yana bir ta'rifi mavjud. "Dam olish energiyasi" va "nisbiy massa" atamalari mavjud. Dam olish energiyasi - bu qanday masshtabdan foydalanmasligingizdan qat'iy nazar o'zgarmaydigan massa. Boshqa tarafdan. nisbiy massa ob'ekt tezligiga bog'liq. E = mc tenglamada2, m dam olish energiyasini bildiradi. Bu juda muhim, chunki bu sizning massangizni bildiradi yo'q tezlik yig'ilsa ham oshadi, mashhur e'tiqodga zid.
- Shuni tushunish kerakki, massa va vazn ikki xil narsadir. Og'irlik - bu jism tomonidan seziladigan tortishish kuchi, massa - bu jismdagi moddalar miqdori. Massa faqat ob'ekt jismonan o'zgarganda o'zgaradi, og'irlik esa ob'ekt atrofidagi tortishish kuchiga qarab o'zgaradi. Massa kilogramm (kg) bilan o'lchanadi, vazn esa Nyuton (N) da o'lchanadi.
- Energiya singari, massani yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas, lekin u shaklini o'zgartirishi mumkin. Masalan, muz kublari suyuqlikka eriydi, lekin har ikkala shaklda ham bir xil massaga ega.
4 -qadam. Massa va energiya ekvivalent ekanligini tushuning
Bu tenglama massa va energiya ekvivalent ekanligini bildiradi va berilgan massada qancha energiya borligini ko'rsatadi. Asosan, bu tenglama kichik massa aslida katta energiyaga to'la ekanligini tushuntiradi.
2 -qismning 2 -qismi: Tenglamalarni haqiqiy dunyoda qo'llash
Qadam 1. Ishlatilgan energiya qayerdan kelganini tushuning
Biz iste'mol qiladigan energiyaning katta qismi ko'mir va tabiiy gazni yoqishdan kelib chiqadi. Bu moddalarning yonishi natijasida valent elektronlari (atomlarning eng tashqi qobig'idagi ulanmagan elektronlar) va boshqa elementlar bilan bog'lanishlar qo'llaniladi. Issiqlik qo'shilganda, bu aloqalar uziladi va chiqarilgan energiya quvvat manbai sifatida ishlatiladi.
Bu usul orqali energiya olish juda samarasiz va atrof -muhitga zarar etkazadi
2 -qadam. Energiya konversiyasini samaraliroq qilish uchun Eynshteyn tenglamalarini qo'llang
E = mc2bizga aytadiki, atom yadrosida valent elektronlarga qaraganda ko'proq energiya saqlanadi. Atom bo'linishidan ajralib chiqadigan energiya elektron aloqalarini uzilishidan ancha yuqori.
Atom energiyasi ana shu tamoyilga asoslanadi. Yadro reaktorlari atomlarning bo'linishiga olib keladi va katta miqdordagi energiyani chiqaradi
3 -qadam. E = mc tomonidan yaratilgan texnologiyalarni kashf eting2.
E = mc2 ko'plab yangi va qiziqarli texnologiyalarni yaratishga imkon berdi, ular orasida biz asosiy ehtiyojlarimizga aylandik:
- PET skanerlash radioaktivlikdan foydalanib, tanada nima borligini aniqlaydi.
- Bu tenglama yo'ldosh va rover bilan telekommunikatsiyalarni rivojlantirishga imkon beradi.
- Radiokarbonni aniqlashda bu tenglama asosida radioaktiv parchalanish yordamida qadimiy narsalarning yoshi aniqlanadi.
- Atom energiyasi jamiyatimiz uchun yanada toza va samaraliroq energiya manbai hisoblanadi.
