著者:
Peter Berry
作成日:
15 J 2021
更新日:
1 J 2024
コンテンツ
式E = mcは、1905年の論文でAlbert Einsteinによって紹介されたときに最初に知られ、後の科学技術におけるブレークスルーの舞台を設定した最も有名な式になりました。 E = mcの場合、Eはエネルギー、mは質量、cは真空中の光の速度です。物理学の基本的な知識がない人でもこの式を聞いたことがあり、ある程度はその影響を知っていますが、ほとんどの人は知りません。この式の本当の意味。簡単に言えば、これはエネルギーと物質の関係を示す式です。特に、エネルギーと物質は同じものの2つの異なる形式です。この単純な公式は、人々がエネルギーを認識する方法を変え、今度は今日の現代技術の創造に一連の重要な進歩をもたらしました。
手順
パート1/2：式を理解する
式で変数を定義します。 式を理解するには、最初のステップは、式の各変数が何を表すかを把握することである必要があります。この場合、Eは静止状態の物体のエネルギー、mは物体の質量、cは真空中の光の速度です。- 光の速度cは一定で、値は約3.00x10メートル/秒です。アインシュタインの相対性理論では、cは定数ではなく単位変換係数として機能します。エネルギーはジュール（J）またはkg m sの単位で測定されるため、cの使用は、エネルギーと質量の関係が寸法であることを確認するための寸法分析の結果です。
エネルギーとは何かを理解します。 エネルギーは、熱、電気、化学、核など、さまざまな形で存在する可能性があります。エネルギーは2つのシステム間で交換でき、一方がエネルギーを与え、もう一方がエネルギーを受け取ります。- エネルギーを生成したり失ったりすることはできませんが、ある形式から別の形式に変換することしかできません。たとえば、石炭には、燃焼時に熱に変換できる潜在的なエネルギーがたくさんあります。
質量測定。 オブジェクトの質量は、そのオブジェクトに含まれる物質の量として定義されます。- 質量の他のいくつかの定義もあります。 「一定質量」と「相対体積」はその2つです。一定の質量は、その名前が示すように、すべての状況下で一定の質量です。一方、相対質量は物体の速度に依存します。式E = mcの質量は一定の質量です。これは、オブジェクトの質量を示唆する多くの人の認識と矛盾する重要なポイントです ない 速度の変化。
- 質量と重量は2つの異なる概念であることを忘れないでください。重量は物体の重力であり、質量は物体を構成する物質の量です。質量はオブジェクトが物理的に変更された場合にのみ変化し、重量は媒体の重力に応じて変化します。質量はキログラム（kg）で測定され、重量はニュートン（N）で測定されます。
- エネルギーと同様に、質量は自己生成も損失もありませんが、ある形式から別の形式に変更されるだけです。たとえば、アイスキューブは溶けて液体になることがありますが、その質量は変化しません。
質量とエネルギーは同等の量です。 この式は、質量とエネルギーの類似性を示し、特定の質量にどれだけのエネルギーがあるかを示します。そして最も重要なことは、この式は、小さな塊にも大量のエネルギーが含まれていることを示しています。広告
パート2/2：練習への公式の適用
使用可能なエネルギーの源。 今日人々が使用するエネルギーのほとんどは、石炭と天然ガスの燃焼から来ています。これらの燃料が燃焼すると、原子価電子によって形成された結合が壊れてエネルギーが放出されるため、人々はそのエネルギー源を生涯利用することができます。
- このようにエネルギーを摂取することは、非効率的であるだけでなく、環境にも有害です。
アインシュタインのエネルギー式を使用して、エネルギー代謝の効率を高めます。 式E = mcは、原子の核が原子の価電子よりも多くのエネルギーを含んでいることを示しています。原子を破壊することによって放出されるエネルギーは、電子結合を破壊する過程で放出されるエネルギーよりもはるかに大きい。
- 核エネルギーもこの原則に基づいています。原子炉は核分裂を引き起こし（原子を分離させる）、人々は核分裂から放出されたエネルギーを取り戻すでしょう。
E = mcのおかげで、技術的な発明が実現します。 式E = mcは、今日の人間がそれらなしではほとんど生きられないであろう多くの興味深い新しい技術を作成するのに役立ちました。
- ポジトロンスキャン（PET）は、放射線を使用して体内の写真を表示します。
- この公式に基づいて、科学者は衛星と自律ローバーから通信技術を開発しました。
- アーティファクトの年齢は炭素放射の方法によって決定されます。この方法の本質は、式E = mcによる放射性崩壊プロセスに基づいています。
- 核エネルギーは、人々が今でも利用し使用している従来のエネルギー源よりもクリーンで効率的なエネルギー源です。
