Όταν ένα σώμα με μάζα ηρεμίας m έχει ταχύτητα υ, η ενέργειά του είναι E = m·c²/√(1 − υ²/c²), και όταν ηρεμεί έχει ενέργεια ηρεμίας m·c². Η ενότητα δείχνει ότι μάζα και ενέργεια μετατρέπονται η μία στην άλλη, στους πυρήνες, στον Ήλιο και στη δίδυμη γένεση.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Σώμα μάζας ηρεμίας m με ταχύτητα υ έχει ενέργεια E = m·c²/√(1 − υ²/c²)· για υ = 0 δίνει E = m·c² και όχι μηδέν.
Ενέργεια ηρεμίας είναι η m·c² που έχει ένα σώμα όταν ηρεμεί. Μάζα m ισοδυναμεί με ενέργεια m·c²: μάζα και ενέργεια είναι δύο όψεις της ίδιας οντότητας.
Πυρηνική σχάση: τα προϊόντα έχουν μικρότερη μάζα ηρεμίας από τον αρχικό πυρήνα· το έλλειμμα μάζας επί c² είναι η ενέργεια που ελευθερώνεται.
Στα άστρα και στον Ήλιο πυρήνες υδρογόνου ενώνονται σε ήλιο και περίπου το 0,1% της μάζας γίνεται ενέργεια· ο Ήλιος χάνει 4,5 εκατομμύρια τόνους το δευτερόλεπτο.
Το 1932 ο Anderson βρήκε ότι ένα φωτόνιο γ μετατρέπεται σε ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο (δίδυμη γένεση): ενέργεια γίνεται ύλη. Οι δύο αρχές διατήρησης ενώνονται σε μία, τη διατήρηση μάζας και ενέργειας.
Κινητική ενέργεια: K = E − m·c² = m·c²/√(1 − υ²/c²) − m·c²· για υ ≪ c γίνεται ½·m·υ², για υ = 0 μηδέν, και τείνει στο άπειρο όταν υ → c.
Ενέργεια σύνδεσης πυρήνα είναι η Δm·c² που αντιστοιχεί στη διαφορά μάζας συστατικών και πυρήνα, π.χ. στο δευτέριο, και πρέπει να δοθεί για να διασπαστεί. Η ενέργεια ηρεμίας του ηλεκτρονίου είναι 0,511 MeV.
Πρόσωπα
C. D. Anderson
Αμερικανός φυσικός· το 1932 παρατήρησε τη δίδυμη γένεση
Είναι η ενέργεια ηρεμίας ενός σώματος, που συνδέεται μόνο με τη μάζα ηρεμίας του. Μια μάζα m ισοδυναμεί με ενέργεια m·c²· μάζα και ενέργεια είναι δύο όψεις του ίδιου πράγματος.
Πώς υπολογίζεται η σχετικιστική κινητική ενέργεια;
Από την ολική ενέργεια αφαιρούμε την ενέργεια ηρεμίας: K = m·c²/√(1 − υ²/c²) − m·c². Για υ ≪ c δίνει K = ½·m·υ², για υ = 0 δίνει μηδέν, και όταν η υ τείνει στο c τείνει στο άπειρο.
Από πού παίρνει ο Ήλιος την ενέργειά του;
Όταν πυρήνες υδρογόνου ενώνονται σε πυρήνες ηλίου, περίπου το 0,1% της μάζας τους γίνεται ενέργεια. Ο Ήλιος χάνει έτσι 4,5 εκατομμύρια τόνους μάζας το δευτερόλεπτο.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.