Inhalt

• Stufen
• Teil 1 Die Formel verstehen
• Teil 2 Die praktischen Vorteile von E = mc

In diesem Artikel: Die Formel verstehenDie praktischen Vorteile von E = mc210 Referenzen

Unter Albert Einsteins Feder erscheint im Rahmen seiner Arbeit zur Speziellen Relativitätstheorie erstmals die heute bekannte Formel: E = mc, in der E die Energie, m, die Masse und c, die Geschwindigkeit der Licht in der Leere. Wer würde es wagen zu sagen, dass er noch nie davon gehört hat? Trotz seiner Kürze hat es die Welt auf den Kopf gestellt und verändert sie weiter. Wenn es bekannt ist, wissen wir nicht, was es bedeutet. Vereinfacht gesagt, stellt diese Formel eine Verbindung zwischen Materie und Energie her. Einstein zufolge ist es möglich, von einem Staat in einen anderen zu wechseln. Es war eine Revolution um die Jahrhundertwende, wir sehen das seitdem nicht mehr so. Wir können die technologischen Fortschritte dieser einfachen Formel nicht zählen.

Stufen

Teil 1 Die Formel verstehen

1. 
   

   
   Zerlegen wir die Formel. In der Physik wie in der Chemie muss man die verschiedenen Elemente einer Formel entschlüsseln können. Hier ist E die Energie, m die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.
   • Die Lichtgeschwindigkeit, die Konstante cbeträgt 3,00 x 10 m / s. Es wird zu Umrechnungszwecken quadriert. Ein Objekt, das sich doppelt so schnell wie ein anderes Objekt (mit der gleichen Masse) bewegt, hat eine höhere Energie von vier.
   • Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant, denn wenn Sie Materie in Energie umwandeln, bewegt sie sich mit Lichtgeschwindigkeit.

2. 
   

   
   Mal sehen, was mit Energie gemeint ist. Lenergy kommt in verschiedenen Formen vor: kalorisch, elektrisch, chemisch, nuklear usw. . Bei der Übertragung zwischen zwei Systemen wird die von einem der Systeme erzeugte Energie vom anderen zurückgewonnen. Internationale Energieeinheit ist das Joule (J).
   • Energie wird weder erzeugt noch zerstört: Sie wird transformiert (Lavoisier). Kohle ist eine Energiequelle, die beim Verbrennen Wärmeenergie freisetzt.

3. 
   

   
   
   
   Was ist Masse? Einfach ausgedrückt ist Masse definiert als die Menge an Materie, die einen Körper ausmacht.
   • Die Begriffe Masse und Gewicht sind nicht austauschbar. Das Gewicht misst die Schwerkraft, die an einem bestimmten Ort der Welt auf einen Körper ausgeübt wird. Andererseits ist die Masse, wie oben gesagt, die Materiemenge, aus der dieser Körper besteht. Die Masse eines Objekts variiert, wenn es verändert wird (chemische oder physikalische Zerstörung). Dasselbe gilt nicht für das Gewicht, das sich nach der Schwerkraft des Ortes richtet, an dem man sich befindet. Masseeinheit ist das Kilogramm (kg), Gewicht ist das Newton (N).
   • Im Bild der Energie wird eine Masse weder erzeugt noch zerstört, sondern transformiert. So geht ein schmelzender Eiswürfel in den flüssigen Zustand über, aber die Masse bleibt immer gleich.

4. 
   

   
   
   
   Es gibt eine Äquivalenz zwischen Masse und Energie. Einsteins Formel besagt, dass Masse und Energie über die Form hinaus austauschbar sind. Jeder noch so kleine Körper enthält sagenhafte Mengen an Energie. Dies ist auf die Multiplikation der Masse mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat zurückzuführen.

Teil 2 Die praktischen Vorteile von E = mc

1. 
   

   
   Verstehe gut, woher die Energie kommt, die wir heute verbrauchen. Weltweit stammt ein Großteil unserer Energie aus erschöpfbaren Ressourcen wie Kohle und Erdgas. Diese Energiequellen sind aufgrund ihrer chemischen Struktur leicht zu verbrennen. In der Tat sind die Elektronen, die sich auf der letzten elektronischen Schicht befinden (Valenzelektronen), leicht abzulösen. Wenn wir solche Energiequellen erhitzen, sehen wir eine Freisetzung von Energie, die von den Männern zurückgewonnen wird.
   • Eine solche Energieerzeugung ist sehr teuer und für die Umwelt verheerend.

2. 
   

   
   Einstein hat bewiesen, dass höhere Energieerträge erzielt werden können. E = mc impliziert, dass im Kern viel mehr Energie gespeichert ist als in den Elektronen, die sich um diesen Kern drehen. Das Brechen eines Atoms, was auch immer es ist, gibt viel mehr Energie ab als das Brechen elektronischer Bindungen.
   • Die Erzeugung von Kernenergie beruht auf diesem Prinzip. In Pflanzenreaktoren wird die Kernspaltung durch Aufbrechen von Urankernen mit Neutronen praktiziert. Die so zurückgewonnene Energiemenge ist beträchtlich.

3. 
   

   
   Sehen Sie alle Technologien, die E = mc ermöglicht. Diese Formel hat die Entwicklung vieler Innovationen ermöglicht (und wird dies zweifellos ermöglichen), die heute unverzichtbar geworden sind:
   • In der Medizin verwenden PET-Scans Radioaktivität, um das Innere des menschlichen Körpers zu erforschen und Diagnosen zu stellen.
   • Die Formel hat die Entwicklung der Telekommunikation ermöglicht, die durch den Weltraum wandert (Telefon, GPS ...)
   • Die Datierung antiker Objekte durch Kohlenstoff-14 ist eine der Konsequenzen der Einsteinschen Formel. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit (Halbwertszeit) verliert ein radioaktiver Stoff die Hälfte seiner Masse: Dieses Phänomen macht es möglich, bis heute.
   • Die Kernenergie ist mit Ausnahme von Unfällen und Atommüll "sauber" und weist einen viel höheren Wirkungsgrad auf als andere Produktionsverfahren, mit denen immer mehr Menschen mit Strom versorgt werden können.