Die Beziehung zwischen Materie und Energie ist nach der Relativitätstheorie durch die Lichtgeschwindigkeit gegeben. Albert Einstein war der Pionier, als er 1905 diese Hypothese vorschlug. Einsteins relativistische Theorie bezieht Materie und Energie durch die folgende Gleichung: E = M x C 2 ; wobei E: Energie, M: Masse und C: Lichtgeschwindigkeit, letzterer einen geschätzten Wert von 300.000.000 m / s hat.
Nach Einsteins Formel kann die äquivalente Energie (E) berechnet werden, indem die Masse (m) eines Körpers mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat multipliziert wird. Die Lichtgeschwindigkeit im Quadrat beträgt wiederum 9 x 10 16 m / s, was bedeutet, dass das Verhältnis zwischen Masse und Energie proportional zu einem extrem hohen Multiplikationsfaktor ist.
Die Variation der Masse eines Körpers ist direkt proportional zur Energie, die aus dem Umwandlungsprozess stammt, und umgekehrt proportional zum Quadrat der Lichtgeschwindigkeit.
Da die Lichtgeschwindigkeit durch mehrere Ziffern gegeben ist, besagt Einsteins Formel, dass es sich zwar um ein Objekt mit einer kleinen Masse in Ruhe handelt, jedoch eine erhebliche Energiemenge unter seinem Gürtel hat.
Diese Umwandlung erfolgt in einem sehr unausgeglichenen Verhältnis: Für 1 kg Materie, die in einen anderen Zustand umgewandelt wird, werden 9 x 10 16 Joule Energie erhalten. Dies ist das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken und Atombomben.
Diese Art der Umwandlung ermöglicht es einem System, einen Energieumwandlungsprozess durchzuführen, bei dem sich ein Teil der Eigenenergie des Körpers in Form von Wärmeenergie oder Strahlungslicht ändert. Dieser Prozess beinhaltet wiederum auch einen Massenverlust.
Beispielsweise wird während der Kernspaltung, bei der der Kern eines schweren Elements (wie Uran) in zwei Fragmente mit geringerer Gesamtmasse aufgeteilt wird, die Massendifferenz in Form von Energie nach außen freigesetzt.
Die Veränderung der Masse ist auf atomarer Ebene wichtig. Dies zeigt, dass Materie keine unveränderliche Eigenschaft des Körpers ist und daher Materie "verschwinden" kann, wenn sie in Form von Energie nach außen freigesetzt wird.
Nach diesen physikalischen Prinzipien nimmt die Masse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zu, mit der sich ein Teilchen bewegt. Daher das Konzept der relativistischen Masse.
Wenn ein Element in Bewegung ist, wird eine Differenz zwischen dem anfänglichen Energiewert (Energie in Ruhe) und dem Energiewert erzeugt, den es besitzt, während der Körper in Bewegung ist.
In ähnlicher Weise wird nach Einsteins relativistischer Theorie auch eine Variation der Körpermasse erzeugt: Die Masse des bewegten Körpers ist größer als die Masse des Körpers in Ruhe.
Die Masse des ruhenden Körpers wird auch als intrinsische oder invariante Masse bezeichnet, da sie ihren Wert auch unter extremen Bedingungen nicht ändert.
Materie ist die materielle Substanz, die die Gesamtheit des beobachtbaren Universums ausmacht, und zusammen mit der Energie bilden beide Elemente die Grundlage aller physikalischen Phänomene.
Das in Einsteins Relativitätstheorie zum Ausdruck gebrachte Verhältnis von Materie und Energie legt den Grundstein für die moderne Physik zu Beginn des 20. Jahrhunderts.
Verweise
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