• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Równoważność masy i energii



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Rozszczepienie jądra atomowego to przemiana jądrowa polegająca na rozpadzie jądra na dwa (rzadziej na więcej) fragmenty o zbliżonych masach. Zjawisku towarzyszy emisja neutronów, a także kwantów gamma, które unoszą znaczne ilości energii. Ponieważ jądra ulegające rozszczepieniu zwykle są jądrami ciężkimi, które posiadają więcej neutronów niż protonów, obydwa fragmenty powstałe w rozszczepieniu są jądrami neutrono-nadmiarowymi. Nadmiar neutronów jest z nich emitowany podczas aktu rozszczepienia (neutrony natychmiastowe) lub z pewnym opóźnieniem (neutrony opóźnione).Niezmiennik relatywistyczny – wielkość fizyczna, która jest niezmiennicza względem transformacji Lorentza. Oznacza to, że wartość tej wielkości fizycznej jest stała niezależnie od układu odniesienia (inercjalnego).

    Równoważność masy i energii – koncepcja, według której masa obiektu lub układu jest miarą zawartej w nim energii. Koncepcja ta wywodzi się ze szczególnej teorii względności, przy czym idea ta, oznacza faktycznie dwa odmienne pojęcia.

  • Równoważność masy spoczynkowej i energii spoczynkowej.
  • Każdej niezerowej masie spoczynkowej odpowiada "ukryta" energia (spoczynkowa).

  • Równoważność masy relatywistycznej i energii całkowitej.
  • Każdej energii (spoczynkowej, kinetycznej, potencjalnej) odpowiada pewna "masa", w szczególności energii całkowitej obiektu (układu) fizycznego odpowiada masa relatywistyczna.

    Gustave Le Bon (urodził się 7 maja 1841 roku w Nogent-le-Rotrou; zmarł 13 grudnia 1931 w Paryżu) - francuski socjolog i psycholog. Le Bon i Gabriel Tarde uznawani są za inicjatorów psychologii społecznej i głównych przedstawicieli psychologizmu w socjologii. Le Bon po ukończeniu studiów lekarskich i uzyskaniu stopnia doktora medycyny został wysłany przez rząd francuski do Indii (1884) w celu zbadania zabytków archeologicznych, następnie podróżował po Europie, Afryce Północnej i Azji; był inicjatorem i wydawcą serii „Bibliotheąue de Philosophie scientifiąue".Leibnitz (słoweń. Lipnica) – miasto w Austrii nad Murą, w kraju związkowym Styria. W 2005 liczyło 7395 mieszkańców.

    Spis treści

  • 1 Równoważność masy spoczynkowej i energii spoczynkowej
  • 1.1 Zmiany masy spoczynkowej
  • 2 Równoważność masy relatywistycznej i energii całkowitej
  • 2.1 Zmiany masy relatywistycznej
  • 3 Nazewnictwo
  • 4 Historia
  • 4.1 Newton: materia i światło
  • 4.2 Swedenborg: materia złożona z „czystego i całkowitego ruchu”
  • 4.3 Masa elektromagnetyczna
  • 4.4 Ciśnienie promieniowania i bezwładność
  • 4.5 Einstein: równoważność masy i energii
  • 4.6 Inni
  • 5 Konsekwencje
  • 6 Zobacz też
  • 7 Uwagi
  • 8 Przypisy
  • 9 Linki zewnętrzne
  • Szczególna teoria względności (STW) – teoria fizyczna stworzona przez Alberta Einsteina w 1905 roku. Zmieniła ona sposób pojmowania czasu i przestrzeni opisane wcześniej w newtonowskiej mechanice klasycznej. Teoria pozwoliła usunąć trudności interpretacyjne i sprzeczności pojawiające się na styku mechaniki (zwanej obecnie klasyczną) i elektromagnetyzmu po ogłoszeniu przez Jamesa Clerka Maxwella teorii elektromagnetyzmu.Deficyt masy (niedobór masy, defekt masy) – różnica między sumą mas poszczególnych składników układu fizycznego a masą tego układu. Najczęściej jest używana w odniesieniu do różnicy między sumą mas nukleonów wchodzących w skład jądra atomowego a masą jądra. Iloczyn niedoboru masy i kwadratu prędkości światła w próżni jest równy energii wiązania jądra, ΔE.

    Równoważność masy spoczynkowej i energii spoczynkowej[]

    Pewne obiekty fizyczne (tzw. ciała fizyczne) i układy fizyczne (niekoniecznie złożone z ciał fizycznych np. chmura fotonów), o niezerowej masie spoczynkowej, mają niezerową tzw. energię spoczynkową. Energia spoczynkowa stanowi część ich energii, obok energii kinetycznej, związanej z ruchem obiektu (układu) jako całości (tzn. traktowanego jako punkt materialny położony w środku masy układu) i energii potencjalnej, związanej z jego oddziaływaniem z innymi obiektami (układami). Energia spoczynkowa pozostaje niezerową (w przeciwieństwie do energii kinetycznej obiektu (układu) jako całości) w spoczynku, czyli w układzie odniesienia, w którym środek masy danego obiektu (układu) fizycznego spoczywa, tzn. pęd obiektu (układu) jest zerowy (tzw. układ środka masy lub środka pędu). Pozostaje też niezerową (w przeciwieństwie do energii potencjalnej oddziaływań z innymi obiektami) w odosobnieniu, czyli przy braku takich oddziaływań.

    Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Słowo „wszechświat” może być też używane w innych kontekstach jako synonim słów „kosmos” (w rozumieniu filozofii), „świat” czy „natura”. W naukach ścisłych słowa „wszechświat” i „kosmos” są równoważne.Louis Victor Pierre Raymond de Broglie (ur. 15 sierpnia 1892 w Dieppe, zm. 19 marca 1987 w Louveciennes) – francuski fizyk, laureat Nagrody Nobla w 1929 za odkrycie falowej natury elektronów.

    Masa spoczynkowa i energia spoczynkowa są różnymi wielkościami fizycznymi.

    Masa spoczynkowa to wartość bezwzględna (długość wektora) czteropędu obiektu (układu) fizycznego, pozostająca stałą we wszystkich układach odniesienia, nie tylko w spoczynku – niezmiennik relatywistyczny.

    Energia spoczynkowa to energia obiektu (układu) fizycznego odosobnionego – składowa czasowa jego czteropędu – mierzona w szczególnym układzie odniesienia, związanym z obiektem (układem) – układzie jego środka masy (układzie spoczynkowym, układzie własnym).

    Zasada zachowania energii – empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną.Nukleony – wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

    Jedynie w układzie środka masy, energia obiektu (układu) fizycznego odosobnionego jest równa jego masie spoczynkowej (z dokładnością do czynnika, czyli ze współczynnikiem proporcjonalności c).

    Stwierdzenie istnienia niezerowej energii spoczynkowej (tzn. energii w układzie własnym) obiektu (układu) odosobnionego (swobodnego) i jej równości z masą spoczynkową było istotnym odkryciem naukowym.

    Wielkości te związane są wzorem:

    Energia wewnętrzna (oznaczana zwykle jako U lub Ew) w termodynamice – całkowita energia układu będącą sumą: energii potencjalnej i kinetycznej makroskopowych części układu, energii kinetycznej cząsteczek, energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych, etc.Stożek czasoprzestrzenny (stożek świetlny, stożek zerowy) danego punktu czasoprzestrzeni - w teorii względności zbiór punktów czasoprzestrzeni, których odległość czasoprzestrzenna (interwał) od tego punktu wynosi zero (stąd nazwa "stożek zerowy"), co oznacza, że zdarzenie czasoprzestrzenne zachodzące w danym punkcie czasoprzestrzeni można połączyć ze zdarzeniem zachodzącym w dowolnym punkcie jego stożka czasoprzestrzennego sygnałem przesłanym z prędkością graniczną, równą prędkości światła w próżni (stąd nazwa "stożek świetlny").

    gdzie: E0 – energia spoczynkowa, c – prędkość światła w próżni (W tej koncepcji nawet przyjęcie układu jednostek miar, w którym c równa się 1 (np. układ Plancka), nie czyniłoby masy spoczynkowej i energii spoczynkowej tą samą wielkością fizyczną, c jest tylko współczynnikiem.), m0 – masa spoczynkowa.

    Zwolennicy poglądu, że jedyną wielkością fizyczną, "dziedziczącą" w szczególnej teorii względności rolę masy newtonowskiej jest masa spoczynkowa, nazywają ją po prostu "masą", oznaczają m i piszą . Według tej koncepcji nazwa "masa" (bez przymiotnika) powinna być związana z niezmiennikiem relatywistycznym, nawet jeśli (w przeciwieństwie do poglądu Newtona) wielkość tak nazwana nie jest addytywna, i nie jest współczynnikiem proporcjonalności między prędkością i pędem (p nie równa się m0v).

    Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.Szereg – konstrukcja umożliwiająca wykonanie uogólnionego dodawania przeliczalnej liczby składników. Przykładem znanego szeregu jest dychotomia Zenona z Elei

    Energia obiektu (układu) fizycznego, o niezerowej masie spoczynkowej (ciała fizycznego), odosobnionego (swobodnego), mierzona w innym niż spoczynkowy układzie odniesienia, związana jest z energią spoczynkową wzorem , gdzie γ – czynnik Lorentza. Jest zawsze większa od energii spoczynkowej, więc też większa od masy spoczynkowej; zwiększenie prędkości względem układu odniesienia zwiększa energię; przy prędkości dążącej do prędkości światła w próżni, energia obiektu fizycznego o niezerowej masie spoczynkowej dąży do nieskończoności.

    Masa spoczynkowa (in. masa niezmiennicza lub po prostu masa) - wielkość fizyczna w fizyce relatywistycznej, charakteryzująca ciało bądź układ ciał, która nie zależy od układu odniesienia. W dowolnym układzie odniesienia, masa spoczynkowa jest wyznaczona przez energie i pędy wszystkich ciał. Jest to masa ciała mierzona w układzie odniesienia, w którym to ciało spoczywa.Emanuel Swedenborg, przed nobilitacją Swedberg (ur. 29 stycznia 1688 w Sztokholmie − zm. 29 marca 1772 w Londynie) – szwedzki naukowiec, filozof, mistyk i interpretator Pisma Świętego.

    Istnieją obiekty fizyczne (np. fotony), poruszające się względem każdego układu odniesienia z prędkością c (w próżni), o zerowej masie spoczynkowej i energii spoczynkowej lecz niezerowej, skończonej i stałej energii całkowitej (cała ich energia jest energią kinetyczną).

    Zmiany masy spoczynkowej[]

    Energia spoczynkowa może być w pewnych procesach fizycznych przekształcana w inne formy energii, a inne formy energii w energię spoczynkową. Zmiana energii spoczynkowej układu fizycznego jest równa zmianie jego masy spoczynkowej (z dokładnością do czynnika, czyli ze współczynnikiem proporcjonalności c).

    Teorie eteru — w fizyce propozycja istnienia ośrodka, eteru (od greckiego słowa (αἰθήρ), oznaczającego "górne powietrze", "czyste, świeże powietrze"), wypełniającego przestrzeń, substancję lub pole, niezbędny jako medium transmisyjne dla rozchodzenia się sił elektromagnetycznych lub grawitacyjnych. Różne teorie eteru ucieleśniają różne koncepcje "ośrodka" lub "substancji". Eter we wczesnej historii nowożytnej miał niewiele wspólnego z eterem filozofów, z którego wziął nazwę. Wraz z rozwojem szczególnej teorii względności, teorie używające eteru jako substancji nie są już używane we współczesnej fizyce, i zostały zastąpione bardziej abstrakcyjnymi modelami.Układ odniesienia (fizyka) – punkt lub układ punktów w przestrzeni, względem którego określa się położenie lub zmianę położenia (ruch) danego ciała. Wybrany punkt często wskazuje się poprzez wskazanie ciała, z którym związany jest układ współrzędnych.

    Do całkowitej masy spoczynkowej układu fizycznego wnoszą wkład nie tylko masy spoczynkowe jego składników, ale też ich energie kinetyczne i energie potencjalne ich oddziaływań wzajemnych, mierzone w układzie środka masy (brak addytywności masy spoczynkowej).

    Zmiana masy spoczynkowej układu może więc nastąpić nie tylko przez zmianę sumy mas spoczynkowych jego składników (układ otwarty), ale też przez zmianę w jakikolwiek inny sposób tak zwanej energii wewnętrznej układu (układ zamknięty, lecz nie izolowany) np. zmianę energii kinetycznej składników, lub energii potencjalnej ich oddziaływań wzajemnych. Niekiedy utożsamia się energię wewnętrzną z energią spoczynkową, niekiedy z częścią energii spoczynkowej, możliwą do przekształcenia w inne formy energii, lub do uzyskania z innych form energii, w danym procesie fizycznym.

    Masa relatywistyczna – wprowadzana w niektórych ujęciach szczególnej teorii względności wielkość fizyczna tożsama, z dokładnością do czynnika (czyli ze współczynnikiem proporcjonalności) c, z zerową (czasową) składową czterowektora energii-pędu (czteropędu) danego obiektu fizycznego, czyli, z dokładnością do czynnika c, z całkowitą energią relatywistyczną tego obiektu.Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.

    Natomiast nie zmieniają masy spoczynkowej układu zmiany energii kinetycznej lub energii potencjalnej układu jako całości (tzn. traktowanego jako punkt materialny położony w środku masy układu).

    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Odkrycie naukowe – opisana i wiarygodnie dowiedziona eksperymentalnie obserwacja zjawiska fizycznego występującego w naturze, które dotąd nie było jeszcze zauważone. Odkryciem jest więc np. wyodrębnienie nowego związku chemicznego występującego w naturze, znalezienie i opisanie nieznanej dotąd rośliny, czy też zaobserwowanie nowego rodzaju promieniowania lub wreszcie zależności między dwiema wielkościami, które dotąd uważano za niezależne od siebie.
    Próżnia – w rozumieniu tradycyjnym pojęcie równoważne pustej przestrzeni. We współczesnej fizyce, technice oraz rozumieniu potocznym pojęcie próżni ma zupełnie odmienne konotacje.
    Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop U), w której ciepło konieczne do uzyskania pary wodnej, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.
    Układ odosobniony - dowolny wyizolowany od otoczenia układ, na który nie działają żadne siły zewnętrzne. Jeżeli na przykład układ taki składa się z dwóch punktów materialnych, wówczas jedynymi siłami działającymi w układzie odosobnionym są siły wywierane przez te punkty materialne na siebie nawzajem.
    Energia potencjalna – energia jaką ma układ ciał umieszczony w polu sił zachowawczych, wynikająca z rozmieszczenia tych ciał. Równa jest pracy, jaką trzeba wykonać, aby uzyskać daną konfigurację ciał, wychodząc od innego rozmieszczenia, dla którego umownie przyjmuje się jej wartość równą zero. Konfigurację odniesienia dla danego układu fizycznego dobiera się zazwyczaj w ten sposób, aby układ miał w tej konfiguracji minimum energii potencjalnej. Podobnie jak pracę, energię potencjalną mierzy się w dżulach [J].
    Wielkość fizyczna – właściwość fizyczna ciała lub zjawiska, którą można określić ilościowo, czyli zmierzyć.
    Sir Isaac Newton (ur. 25 grudnia 1642/4 stycznia 1643 w Woolsthorpe-by-Colsterworth, zm. 20 marca 1726/31 marca 1727 w Kensington) – angielski fizyk, matematyk, astronom, filozof, historyk, badacz Biblii i alchemik.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.071 sek.