Fysiikan alalla tuntemiemme energiatyyppien joukossa meillä on relativistista energiaa. Kyse on siitä energiasta, joka syntyy esineen kineettisen energian ja sen levossa olevan energian summasta. Tämän tyyppistä energiaa kutsutaan sisäiseksi energiaksi. Relativistisella energialla on suuri merkitys fysiikassa.
Siksi tässä artikkelissa kerromme sinulle, mitkä ovat relativistisen energian ominaisuudet, tärkeys ja paljon muuta.
Mitä on relativistinen energia
Hiukkasen relativistinen energia määritellään sen kineettisten ja lepoenergioiden summana. Fysiikassa relativistinen energia on jokaisen fyysisen järjestelmän ominaisuus (massiivinen tai ei). Sen arvo kasvaa, kun jokin prosessi siirtää siihen energiaa, se muuttuu nollaan, kun järjestelmä katoaa tai tuhoutuu. Siten tietylle inertiavertailujärjestelmälle sen arvo riippuu fyysisen järjestelmän tilasta, ja se pysyy vakiona vain, jos mainittu järjestelmä on eristetty.
Kun Albert Einstein, jota pidettiin kaikkien aikojen suurimpana fyysikona, johti ensimmäisen kerran kuuluisan kaavansa Energy=mc2, hänellä ei ollut aavistustakaan, missä määrin hän käyttäisi erikois- ja yleisen suhteellisuusteorian lauseitaan kartoittaakseen historian kulun.
Nopeutta laskettaessa kuljettu matka on jaettava ajamiseen tarvittavalla ajalla. Tässä kaavassa on kaksi muutettavaa elementtiä: tilaa ja aikaa, koska valon nopeus pysyy samana.
Muista, että energia on esineiden ominaisuus, jonka avulla ne voivat tehdä työtä. Tässä prosessissa voimme siirtää energiaa esineeseen, jolloin se liikkuu. Messu liittyy myös läheisesti liikkumiseen. Mutta se liittyy myös inertiaan, liikkeen vastustustilaan, erittäin painaviin esineisiin tai liikkeisiin, joita emme voi hidastaa tai pysäyttää, kun ne saavuttavat valtavia nopeuksia.
Massa on tällöin kohteen osoittaman inertian mitta.. Asioita, joissa on paljon massaa, on vaikea kiihdyttää ja jarruttaa. Yhtälön energia ja massa ovat samat. Jotkut fyysikot pitävät massaa energiamuotona eivätkä liioittele. Voimme muuntaa suuria määriä massaa energiaksi ja päinvastoin. Esimerkiksi joidenkin atomien massa voidaan muuntaa energiaksi ydinreaktorin tehostamiseksi tai muuhun sotakäyttöön, jolloin vapautuu valtavia määriä energiaa, joka tuhoaa kaiken ympärillään.
Tärkeimmät ominaisuudet
Relativistinen energia on kiinteästi sidoksissa esineen massaan. Suhteellisuusteorian mukaan myös esineen massa kasvaa, kun se lähestyy valonnopeutta. Siksi, mitä suurempi kohteen relativistinen energia on, sitä suurempi on sen massa. Tämä energian ja massan välinen suhde on olennainen osaatomien hiukkasfysiikan ja tähtien ja ydinreaktorien sisällä tapahtuvan energian tuotannon ymmärtämiseksi.
Relativistisella energialla on myös se ainutlaatuinen ominaisuus, että sitä ei voi tuhota tai luoda, vaan se voidaan vain muuttaa muodosta toiseen. Tämä tunnetaan energiansäästöperiaatteena. Missä tahansa fysikaalisessa prosessissa kokonaisenergia, joka sisältää sekä relativistisen energian että muita energiamuotoja, pysyy vakiona. Tämä ominaisuus on välttämätön ydinreaktioiden toiminnan ja maailmankaikkeuden energiatasapainon ymmärtämiseksi.
Lisäksi tämäntyyppisellä energialla on ratkaiseva rooli ilmiöiden, kuten sähkömagneettisen säteilyn ja gravitaatioaaltojen, kuvauksessa. Nämä ilmiöt ovat energia-aaltoja, jotka etenevät aika-avaruudessa, ja niiden käyttäytymistä ja ominaisuuksia voidaan selittää paremmin käyttämällä relativistisen energian käsitteitä.
Kuinka relativistinen energia toimii
Massa ja energia liittyvät läheisesti toisiinsa, ja saksalainen fyysikko Albert Einstein on kuvannut ekvivalenssisuhteen erityissuhteellisuusteoriassaan. Toisin sanoen, pieni määrä massaa vastaa suurta määrää energiaa. Relativistinen energia on ääretön, kun esineet liikkuvat lähellä valonnopeutta.
Siksi siitä tulee äärettömän suuri, eikä mikään voima voi kiihdyttää sitä, joten valon nopeus on ylitsepääsemätön fyysinen raja. Jos muistamme, että massa määritellään voiman ja kiihtyvyyden väliseksi suhteeksi, ymmärrämme, että massa on mitta siitä, kuinka nopeasti esine kasvaa.
Kuitenkin tämä Sen ei pitäisi missään tapauksessa saada meidät ajattelemaan, että jos kuljemme lähellä valonnopeutta, näemme massan lisääntyvän. Ei ole oikein ajatella, että koko kehon massa muuttuu energiaksi tai päinvastoin. Eli suuri määrä energiaa voidaan muuntaa massaksi.
Ehkä tästä syystä monet kirjoittajat huomauttavat nykyään, että on parempi olla käyttämättä suhteellisuusteorian adjektiiveja, vaan kokonaisenergian ja vakiomassan adjektiiveja korostaakseen, että m0:n arvo on sama missä tahansa järjestelmässä ja E:n arvo. (energia)) riippuu valitusta järjestelmästä.
myös meidän on muistettava, että nopeus ja voima ovat vektorisuureita. Jos kohdistamme voiman esineeseen, joka liikkuu samaan suuntaan nopeudella, joka on lähellä valonnopeutta, massa on relativistinen. Jos kuitenkin käytämme tätä voimaa kohtisuoraan liikettä vastaan, niin sanottu Lorentz-tekijä on 1, koska nopeus siihen suuntaan on nolla. Silloin havaitsemme hyvin erilaisen laadun.
Voidaan päätellä, että massa voi muuttua, mutta ei vain nopeuden mukaan, vaan myös voiman kohdistamisen suunnasta. Siksi tämä päättely sulkee täysin pois sen, että relativistinen massa on todellinen fyysinen käsite.
miten se säilytetään
Jokainen atomi on pieni pallo, joka on täynnä energiaa ja voi jopa muuntaa energian valohiukkasten muodossa (kutsutaan fotoneiksi) aineeksi. Siksi, se on tehokas ja hyvin käytetty, mikä tarjoaa hyvän ratkaisun ihmisten energiatarpeisiin.
Varastoinnin avulla ydinenergian muuntaminen sähköksi voidaan tehdä monimutkaisen fissio- ja fuusioprosessin kautta. Tästä syystä Einsteinia pidetään ydinfysiikan isänä.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää energialuettelosta ja sen ominaisuuksista.