و العلاقة بين المادة والطاقة ويرد، وفقا لنظرية النسبية، من سرعة الضوء. كان ألبرت أينشتاين رائدًا في اقتراح هذه الفرضية عام 1905. تربط نظرية أينشتاين النسبية المادة والطاقة من خلال المعادلة التالية: E = M x C 2 ؛ حيث E: الطاقة ، M: الكتلة و C: سرعة الضوء ، وتقدر قيمة هذا الأخير بـ 300.000.000 م / ث.
وفقًا لصيغة أينشتاين ، يمكن حساب الطاقة المكافئة (E) بضرب كتلة الجسم (م) في مربع سرعة الضوء. في المقابل ، تربيع سرعة الضوء تساوي 9 × 10 16 م / ث ، مما يعني أن العلاقة بين الكتلة والطاقة تتناسب طرديًا مع عامل الضرب المرتفع للغاية.
يتناسب التباين في كتلة الجسم طرديًا مع الطاقة المنبعثة من عملية التحويل ، ويتناسب عكسًا مع مربع سرعة الضوء.
نظرًا لأن سرعة الضوء تُعطى بعدد من الأرقام ، تنص صيغة آينشتاين على أنه على الرغم من أنه جسم ذو كتلة صغيرة في حالة السكون ، إلا أنه يحتوي على قدر كبير من الطاقة تحت حزامه.
يحدث هذا التحول بنسب غير متوازنة للغاية: بالنسبة إلى 1 كجم من المادة التي تتحول إلى حالة أخرى ، يتم الحصول على 9 × 10 16 جول من الطاقة. هذا هو مبدأ تشغيل محطات الطاقة النووية والقنابل الذرية.
يتيح هذا النوع من التحول إمكانية حدوث عملية تحويل للطاقة في نظام يتغير فيه جزء من الطاقة الذاتية للجسم في شكل طاقة حرارية أو ضوء مشع. هذه العملية ، بدورها ، تنطوي أيضًا على فقدان الكتلة.
على سبيل المثال ، أثناء الانشطار النووي ، حيث يتم تقسيم نواة عنصر ثقيل (مثل اليورانيوم) إلى جزأين من الكتلة الكلية الأقل ، يتم تحرير الفرق في الكتلة إلى الخارج في شكل طاقة.
يعد تغيير الكتلة مهمًا على المستوى الذري ، وهذا يوضح أن المادة ليست صفة غير قابلة للتغيير في الجسم ، وبالتالي فإن المادة "يمكن أن تختفي" عند إطلاقها للخارج في شكل طاقة.
وفقًا لهذه المبادئ الفيزيائية ، تزداد الكتلة كدالة للسرعة التي يتحرك بها الجسيم. ومن هنا جاء مفهوم الكتلة النسبية.
إذا كان عنصر ما في حالة حركة ، يتم إنشاء فرق بين قيمة الطاقة الأولية (الطاقة عند السكون) وقيمة الطاقة التي يمتلكها أثناء حركة الجسم.
وبالمثل ، نظرًا لنظرية النسبية لأينشتاين ، يتولد اختلاف أيضًا في كتلة الجسم: كتلة الجسم أثناء الحركة أكبر من كتلة الجسم عندما كان في حالة سكون.
تسمى كتلة الجسم في حالة الراحة أيضًا بالكتلة الجوهرية أو الثابتة ، لأنها لا تغير قيمتها ، ولا حتى في ظل الظروف القاسية.
المادة هي المادة المادية التي تشكل مجمل الكون المرئي ، ويشكل كلا العنصرين ، مع الطاقة ، أساس جميع الظواهر الفيزيائية.
العلاقة بين المادة والطاقة ، المعبر عنها في نظرية النسبية لأينشتاين ، تضع أسس الفيزياء الحديثة في بداية القرن العشرين.
المراجع
- دي لا فيلا ، د. (2011). علاقة المادة والطاقة. ليما، بيرو. تم الاسترجاع من: micienciaquimica.blogspot.com.
- Encyclopædia Britannica ، Inc. (2017). شيء. لندن، إنجلترا. تم الاسترجاع من: britannica.com.
- معادلة آينستن (2007). مدريد اسبانيا. تم الاسترجاع من: Sabercurioso.es.
- ستراسلر ، م. (2012). الكتلة والطاقة. نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم الاسترجاع من: profmattstrassler.com.
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2017) ، التكافؤ بين الكتلة والطاقة. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.