Kiến thức

Sự tương đương khối lượng–năng lượng – Wikipedia tiếng Việt

Sự tương đương khối lượng–năng lượng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới điều hướng

Bước tới tìm kiếm

Tác phẩm điêu khắc cao 3 mét về công thức nổi tiếng của

Einstein

E = mc2 tìm ra năm 1905 ở

Walk of Ideas

,

Berlin

,

Đức

năm 2006.

Trong

vật lý học

, sự tương đương khối lượng–năng lượng

khái niệm

nói về việc

khối lượng

của vật thể được đo bằng lượng

năng lượng

của nó.

Năng lượng

nội tại toàn phần E của vật thể ở trạng thái nghỉ bằng tích

khối lượng nghỉ

của nó m với một

hệ số bảo toàn

phù hợp để biến đổi đơn vị của

khối lượng

thành đơn vị của năng lượng. Nếu vật thể không đứng im tương đối với quan sát viên thì lúc đó ta phải tính đến hiệu ứng

tương đối tính

. Trong trường hợp đó, m được tính theo khối lượng tương đối tính và E trở thành

năng lượng tương đối tính

của vật thể.

Albert Einstein

đề xuất

công thức

tương đương khối lượng-năng lượng vào năm

1905

trong những

bài báo của Năm Kỳ diệu

với tiêu đề Quán tính của một vật có phụ thuộc vào năng lượng trong nó? (“Does the inertia of a body depend upon its energy-content?”)

[1]

Sự tương đương được miêu tả bởi

phương trình

nổi tiếng

E=mc2{displaystyle E=mc^{2},!}

Với E là năng lượng, m là khối lượng, và c

tốc độ ánh sáng

trong chân không. Hai vế của công thức có

thứ nguyên

bằng nhau và không phụ thuộc vào

hệ thống đo lường

. Ví dụ, trong nhiều hệ

đơn vị tự nhiên

, tốc độ của ánh sáng (vô hướng) được đặt bằng 1 (‘khoảng cách’/’thời gian’), và công thức trở thành đồng nhất thức E = m (‘khoảng cách’^2/’thời gian’^2)’; và từ đây có thuật ngữ “sự tương đương khối lượng-năng lượng”.

[2]

Phương trình E = mc2 cho thấy năng lượng luôn luôn thể hiện được bằng

khối lượng

cho dù

năng lượng

đó ở dưới dạng nào đi chăng nữa.

[3]

sự tương đương khối lượng–năng lượng cũng cho thấy cần phải phát biểu lại

định luật bảo toàn khối lượng

, hay hoàn chỉnh hơn đó là định luật bảo toàn năng lượng, nó là

định luật thứ nhất của nhiệt động lực học

. Các

lý thuyết

hiện nay cho thấy khối lượng hay năng lượng không bị phá hủy, chúng chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác.

Bạn đang xem: Sự tương đương khối lượng–năng lượng – Wikipedia tiếng Việt

Ứng dụng vào vật lý hạt nhân[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Max Planck

chỉ ra rằng công thức tương đương khối lượng năng lượng ngụ ý rằng các hệ thống ràng buộc sẽ có khối lượng nhỏ hơn tổng các thành phần của chúng, một khi năng lượng liên kết đã được phép thoát ra. Tuy nhiên, Planck đã suy nghĩ về các phản ứng hóa học, trong đó năng lượng liên kết quá nhỏ để đo lường. Einstein cho rằng các vật liệu phóng xạ như radium sẽ cung cấp một bài kiểm tra về lý thuyết, nhưng mặc dù một lượng lớn năng lượng được giải phóng trên mỗi nguyên tử trong radium, do thời gian bán rã của chất này (1602 năm), chỉ một phần nhỏ các nguyên tử radium phân rã trong một khoảng thời gian có thể đo được bằng thực nghiệm.

Sau khi hạt nhân được phát hiện, các nhà thí nghiệm nhận ra rằng năng lượng liên kết rất cao của hạt nhân nguyên tử sẽ cho phép tính toán năng lượng liên kết của chúng, đơn giản là từ sự khác biệt khối lượng. Nhưng phải đến khi phát hiện ra

neutron

vào năm 1932 và việc đo khối lượng neutron, phép tính này mới thực sự có thể được thực hiện (xem năng lượng liên kết hạt nhân để tính toán ví dụ). Một lát sau, máy gia tốc

Cockcroft

từ Walton tạo ra phản ứng biến đổi đầu tiên (7 3 Li + 1 1 p → 2 4 2 He), xác minh công thức của Einstein với độ chính xác là ± 0,5%. Năm 2005,

Rainville

và cộng sự. đã công bố một thử nghiệm trực tiếp về sự tương đương năng lượng của khối lượng bị mất trong năng lượng liên kết của neutron với các nguyên tử của các đồng vị silic và lưu huỳnh đặc biệt, bằng cách so sánh khối lượng bị mất với năng lượng của

tia gamma

phát ra liên quan đến sự bắt giữ neutron. Sự mất mát khối lượng liên kết đã thỏa thuận với năng lượng tia gamma với độ chính xác là ± 0,00004%, thử nghiệm chính xác nhất của E = mc^2 cho đến nay.

Công thức tương đương khối lượng năng lượng được sử dụng để hiểu các phản ứng

phân hạch hạt nhân

và ngụ ý lượng năng lượng lớn có thể được giải phóng bằng phản ứng chuỗi phân hạch hạt nhân, được sử dụng trong cả

vũ khí hạt nhân

năng lượng hạt nhân

. Bằng cách đo khối lượng của các hạt nhân nguyên tử khác nhau và trừ đi từ số đó tổng khối lượng của các

proton

và neutron khi chúng có trọng lượng riêng, người ta sẽ có được năng lượng liên kết chính xác có sẵn trong hạt nhân nguyên tử. Điều này được sử dụng để tính toán năng lượng được giải phóng trong bất kỳ phản ứng hạt nhân nào, như sự khác biệt trong tổng khối lượng của các hạt nhân đi vào và thoát khỏi phản ứng.

Tham khảo[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  1. ^

    Einstein, A. (1905), “Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?”,

    Annalen der Physik

    , 18: 639–643,

    doi

    :

    10.1002/andp.19053231314

    . Xem thêm

    bản dịch tiếng Anh.

  2. ^

    Flores, F., E. N. Zalta (biên tập),

    The Equivalence of Mass and Energy

    , Stanford Encyclopedia of Philosophy, truy cập ngày 17 tháng 2 năm 2010

  3. ^

    Paul Allen Tipler, Ralph A. Llewellyn (tháng 1 năm 2003),

    Modern Physics

    , W. H. Freeman and Company, tr. 87–88,

    ISBN

     

    0-7167-4345-0

Liên kết ngoài[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  • The Equivalence of Mass and Energy

    – Entry in the Stanford Encyclopedia of Philosophy

  • Living Reviews in Relativity

    – An open access, peer-referred, solely online physics journal publishing invited reviews covering all areas of relativity research.

  • A shortcut to E=mc2

    – An easy to understand, high-school level derivation of the E=mc2 formula.

  • Einstein on the Inertia of Energy

    – MathPages

Lấy từ “

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Sự_tương_đương_khối_lượng–năng_lượng&oldid=64300482

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button