Wie ist die Beziehung zwischen Materie und Energie?
Das Verhältnis von Materie und Energie ergibt sich nach der Relativitätstheorie aus der Lichtgeschwindigkeit. Albert Einstein war der Pionier, als er diese Hypothese im Jahr 1905 vorschlug.
Einsteins relativistische Theorie bezieht sich auf Materie und Energie durch die folgende Gleichung: E = M x C2; wobei E: Energie, M: Masse und C: Lichtgeschwindigkeit einen geschätzten Wert von 300.000.000 m / s haben.
Die Beziehung zwischen Materie und Energie erklärt sich aus der Relativitätstheorie
Nach Einsteins Formel kann die äquivalente Energie (E) berechnet werden, indem die Masse (m) eines Körpers mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat multipliziert wird.
Die Lichtgeschwindigkeit im Quadrat beträgt 9 x 1016 m / s, was impliziert, dass das Verhältnis zwischen Masse und Energie proportional zu einem extrem hohen Multiplikationsfaktor ist.
Die Veränderung der Masse eines Körpers ist direkt proportional zur Energie, die aus dem Umwandlungsprozess stammt, und umgekehrt proportional zum Quadrat der Lichtgeschwindigkeit.
Da die Lichtgeschwindigkeit durch eine Reihe von Zahlen angegeben wird, besagt die Einsteinsche Formel, dass es sich zwar um ein Objekt mit einer geringen Masse in Ruhe handelt, jedoch eine erhebliche Energiemenge unter seinem Gürtel hat.
Diese Umwandlung erfolgt in einem sehr unausgeglichenen Verhältnis: Durch 1 kg Materie, die sich in einen anderen Zustand umwandelt, werden 9 x 10¹ & sup6; Joule Energie erhalten.
Dies ist das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken und Atombomben.
Diese Art der Umwandlung ermöglicht es einem System, Energie in ein System umzuwandeln, in dem sich ein Teil der inneren Energie des Körpers in Form von Wärmeenergie oder Strahlungslicht ändert. Dieser Vorgang impliziert wiederum einen Massenverlust.
Beispielsweise wird bei der Kernspaltung, bei der der Kern eines schweren Elements (z. B. Uran) in zwei Fragmente geringerer Gesamtmasse aufgeteilt wird, die Massendifferenz in Form von Energie nach außen abgegeben.
Die Veränderung der Masse ist auf atomarer Ebene wichtig, dies zeigt, dass die Materie keine unveränderliche Qualität des Körpers ist und daher die Materie "verschwinden" kann, um in Form von Energie nach außen abgegeben zu werden.
Nach diesen physikalischen Prinzipien nimmt die Masse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zu, mit der sich ein Teilchen bewegt. Daher der Begriff der relativistischen Masse.
Wenn ein Element in Bewegung ist, wird eine Differenz zwischen dem Anfangswert der Energie (Energie in Ruhe) und dem Wert der Energie erzeugt, die es besitzt, während sich der Körper in Bewegung befindet.
Ebenso wird nach der relativistischen Theorie von Einstein auch eine Variation der Körpermasse erzeugt: Die Masse des in Bewegung befindlichen Körpers ist größer als die Masse des Körpers in Ruhe.
Die Masse des Körpers in Ruhe wird auch als intrinsische oder invariante Masse bezeichnet, da sie ihren Wert auch unter extremen Bedingungen nicht ändert.
Materie ist die materielle Substanz, die die Gesamtheit des beobachtbaren Universums ausmacht, und zusammen mit Energie bilden beide Elemente die Grundlage aller physikalischen Phänomene.
Das in Einsteins Relativitätstheorie ausgedrückte Verhältnis von Materie und Energie legt die Grundlagen der modernen Physik des frühen 20. Jahrhunderts.
