E ms2 mit. Energoinform - alternatív energia, energiatakarékosság, információs és számítástechnikai technológiák

Bolotovsky B. Az E = mc 2 képlet egyszerű levezetése //Kvantum. - 2005. - 6. szám - P. 2-7.

Külön megállapodás alapján a Kvant folyóirat szerkesztőbizottságával és szerkesztőivel

Bevezetés

Teljes és végleges megfogalmazás modern elmélet A relativitáselmélet Albert Einstein „A mozgó testek elektrodinamikájáról” című, 1905-ben megjelent hosszú írása tartalmazza. Ha a relativitáselmélet létrejöttének történetéről beszélünk, akkor Einsteinnek voltak elődei. Az elmélet bizonyos fontos kérdéseit H. Lorentz, J. Larmore, A. Poincaré, valamint néhány más fizikus munkáiban tanulmányozták. A relativitáselmélet azonban mint fizikai elmélet nem létezett Einstein munkássága előtt. Einstein munkája abban különbözik a korábbi munkáktól, hogy az elmélet egyes aspektusait és az egész elméletet teljesen új módon értelmezi, és ez a felfogás nem volt jelen elődei munkáiban.

A relativitáselmélet arra késztetett bennünket, hogy a fizika számos alapfogalmát újragondoljuk. Az események egyidejűségének relativitása, a mozgó és nyugvó órák menetének különbségei, a mozgó és nyugvó vonalzók hosszának különbségei - ezek és a relativitáselmélet sok más következménye elválaszthatatlanul összefügg a newtoni mechanikához képest új elképzelésekkel. térről és időről, valamint tér és idő kölcsönös kapcsolatáról .

A relativitáselmélet egyik legfontosabb következménye Einstein híres tömegkapcsolata m nyugalmi test és energiatartalék E ebben a testben:

\(~E = mc^2, \qquad (1)\)

Ahol Vel- fénysebesség.

(Ezt az összefüggést másképp hívják. Nyugaton a „tömeg és energia egyenértékűségi viszonya” elnevezés elfogadott rá. Nálunk hosszú ideig az óvatosabb "tömeg-energia kapcsolat" nevet fogadták el. Az óvatosabb elnevezés hívei kerülik az „ekvivalencia”, az identitás szót, mert – mondják – a tömeg és az energia az anyag különböző minőségei, rokonságban állnak egymással, de nem azonosak, nem ekvivalensek. Számomra úgy tűnik, hogy ez az óvatosság szükségtelen. Egyenlőség E = mc 2 önmagáért beszél. Ebből következik, hogy a tömeget energiaegységben, az energiát pedig tömegegységben lehet mérni. Egyébként ezt csinálják a fizikusok. És az a kijelentés, hogy tömeg és energia különböző jellemzők az anyag, igaz volt a newtoni mechanikában, az einsteini mechanikában pedig maga az összefüggés E = mc 2 e két mennyiség azonosságáról beszél - tömeg és energia. Természetesen azt mondhatjuk, hogy a tömeg és az energia kapcsolata nem jelenti azt, hogy azonosak. De ez ugyanaz, mintha azt mondanánk a 2 = 2 egyenlőségre nézve: ez nem azonosság, hanem kapcsolat különböző kettő között, mert a jobb kettő a jobb oldalon, a bal pedig a bal oldalon van.)

Az (1) összefüggést általában egy test mozgásegyenletéből vezetik le az einsteini mechanikában, de ez a következtetés meglehetősen nehéz a hallgató számára. középiskola. Ezért van értelme ennek a képletnek egy egyszerű levezetését megkeresni.

Maga Einstein, aki 1905-ben a „Mozgó testek elektrodinamikájáról” című cikkében megfogalmazta a relativitáselmélet alapjait, majd visszatért a tömeg és az energia kapcsolatának kérdéséhez. Ugyanebben az 1905-ben közzétett egy rövid megjegyzést: „Függ-e egy test tehetetlensége a benne lévő energiától?” Ebben a cikkben levezette a kapcsolatot E = mc 2, amely nem a mozgásegyenleten, hanem az alábbi következtetéshez hasonlóan a Doppler-effektuson alapul. De ez a következtetés is meglehetősen összetett.

A képlet levezetése E = mc 2, amelyet szeretnénk Önnek ajánlani, nem a mozgásegyenletre épül, ráadásul elég egyszerű ahhoz, hogy a középiskolások leküzdhessék – ehhez szinte semmilyen tudás nem szükséges. iskolai tananyag. Minden esetre megadunk minden szükséges információt. Ez információ a Doppler-effektusról és a fotonról - az elektromágneses energia részecskéjéről. mágneses mező. Előbb azonban kikötünk egy feltételt, amelyet teljesítettnek tekintünk, és amelyre a következtetés levonásakor támaszkodunk.

Alacsony sebességű állapot

Feltételezzük, hogy a testnek tömege van m, amellyel foglalkozni fogunk, vagy nyugalomban van (és akkor nyilván nulla a sebessége), vagy ha mozog, akkor sebességgel υ , a fénysebességhez képest kicsi Vel. Más szóval, feltételezzük, hogy a test sebességének \(~\frac(\upszilon)(c)\) aránya a fénysebességhez képest kicsi érték az egységhez képest. A \(~\frac(\upsilon)(c)\) arányt azonban kicsinek, de nem elhanyagolhatónak tekintjük - figyelembe vesszük a \(~\frac() arány első hatványával arányos mennyiségeket \upsilon)(c)\ ), de figyelmen kívül hagyjuk a másodikat és még többet magas fokok ezt a kapcsolatot. Például, ha a levezetés során a \(~1 - \frac(\upsilon^2)(c^2)\ kifejezéssel kell foglalkoznunk, akkor figyelmen kívül hagyjuk a \(~\frac(\upsilon^2) (c^ 2)\) egységhez képest:

\(~1 - \frac(\upsilon^2)(c^2) = 1, \ \frac(\upsilon^2)(c^2) \ll \frac(\upsilon)(c) \ll 1. \qquad (2)\)

Ezzel a közelítéssel olyan összefüggéseket kapunk, amelyek első pillantásra furcsának tűnhetnek, bár nincs bennük semmi furcsa, csak emlékeznünk kell arra, hogy ezek az összefüggések nem pontos egyenlőségek, hanem a \(~\frac(\) értékig érvényesek upsilon)(c )\) beleértve, míg figyelmen kívül hagyjuk a \(~\frac(\upsilon^2)(c^2)\) nagyságrendű értékeket. Ezzel a feltételezéssel például a következő közelítő egyenlőség érvényes:

\(~\frac(1)(1 - \frac(\upsilon)(c)) = 1 + \frac(\upsilon)(c), \ \frac(\upsilon^2)(c^2) \ll 1. \qquad (3)\)

Valóban, szorozzuk meg ennek a közelítő egyenlőségnek mindkét oldalát \(~1 - \frac(\upsilon)(c)\-vel. Megkapjuk

\(~1 = 1 - \frac(\upsilon^2)(c^2),\)

azok. közelítő egyenlőség (2). Mivel a \(~\frac(\upsilon^2)(c^2)\) értékét az egységhez képest elhanyagolhatónak tartjuk, azt látjuk, hogy a \(~\frac(\upsilon^2)(c) közelítésben ^2) \ll 1\) egyenlőség (3) igaz.

Hasonlóképpen nem nehéz ugyanilyen közelítéssel igazolni az egyenlőséget

\(~\frac(1)(1 + \frac(\upszilon)(c)) = 1 - \frac(\upszilon)(c). \qquad (4)\)

Minél kisebb a \(~\frac(\upsilon)(c)\ értéke, annál pontosabbak ezek a közelítő egyenlőségek.

Nem véletlenül használjuk az alacsony sebességű közelítést. Gyakran hallani és olvasni, hogy a relativitáselméletet kell alkalmazni ebben az esetben nagy sebességek, amikor a test sebességének a fénysebességhez viszonyított aránya egységnyi nagyságrendű, de kis sebességeknél a newtoni mechanika alkalmazható. Valójában a relativitáselmélet még tetszőlegesen alacsony sebességek esetén sem redukálódik a newtoni mechanikára. Ezt az összefüggés bizonyításával fogjuk látni E = mc 2 nyugalmi vagy nagyon lassan mozgó testre. A newtoni mechanika nem tud ilyen összefüggést megadni.

Miután megállapítottuk, hogy a sebességek kicsik a fénysebességhez képest, térjünk át néhány információ bemutatására, amelyekre szükségünk lesz a képlet levezetéséhez E = mc 2 .

Doppler hatás

Kezdjük egy jelenséggel, amelyet Christian Doppler osztrák fizikusról neveznek el, aki a XIX. század közepén fedezte fel ezt a jelenséget.

Vegyünk egy fényforrást, és feltételezzük, hogy a forrás a tengely mentén mozog x sebességgel υ . Tegyük fel az egyszerűség kedvéért, hogy pillanatnyilag t= 0 a forrás áthalad az origón, azaz. ponton keresztül X= 0. Ekkor a forrás pozíciója bármikor t képlet határozza meg

\(~x = \upszilon t.\)

Tételezzük fel, hogy messze van sugárzó test a tengelyen x Egy megfigyelőt helyeznek el, aki figyeli a test mozgását. Nyilvánvaló, hogy ezzel az elrendezéssel a test közeledik a megfigyelőhöz. Tegyük fel, hogy a megfigyelő az idő pillanatában a testet nézte t. Ebben a pillanatban a test által egy korábbi időpontban kibocsátott fényjel eléri a megfigyelőt. t'. Nyilvánvalóan a kibocsátás pillanatának meg kell előznie a vétel pillanatát, azaz. kell lennie t' < t.

Határozzuk meg a közötti kapcsolatot t'És t. A sugárzás pillanatában t' a test a \(~x" = \upszilon t"\ pontban van), és legyen a megfigyelő a pontban X = L. Ekkor a kibocsátási pont és a vételi pont távolsága egyenlő \(~L - \upsilon t"\), és az idő, ameddig a fény ilyen távolságot tesz meg, egyenlő \(~\frac(L - \upsilon t")(c)\) . Ennek ismeretében könnyen felírhatjuk a vonatkozó egyenletet t'És t:

\(~t = t" + \frac(L - \upszilon t")(c).\)

\(~t" = \frac(t - \frac Lc)(1 - \frac(\upsilon)(c)). \qquad (5)\)

Így egy megfigyelő egy mozgó testet néz egy pillanatban t, ott látja ezt a testet, ahol egy korábbi időpontban volt t', és a közötti kapcsolat tÉs t' az (5) képlet határozza meg.

Tegyük fel most, hogy a forrás fényereje periodikusan változik a koszinusztörvény szerint. Jelöljük betűvel a fényerőt én. Nyilvánvalóan, én az idő függvénye, és ezt a körülményt figyelembe véve írhatunk

\(~I = I_0 + I_1 \cos \omega t \ (I_0 > I_1 > 0),\)

Ahol én 0 és én 1 - néhány állandó, amely nem függ az időtől. A zárójelben lévő egyenlőtlenség azért szükséges, mert a fényerő nem lehet negatív mennyiség. De nekünk bent ebben az esetben ennek a körülménynek nincs jelentősége, hiszen a jövőben csak a változó komponensre leszünk kíváncsiak – a képlet második tagjára. én(t).

Hagyja, hogy a megfigyelő egy adott pillanatban a testre nézzen t. Mint már említettük, a testet egy korábbi időpontnak megfelelő állapotban látja t'. Változó rész pillanatnyi fényerő t' arányos cos ωt'. Az (5) összefüggést figyelembe véve azt kapjuk, hogy

\(~\cos \omega t" = \cos \omega \frac(t - \frac Lc)(1 - \frac(\upsilon)(c)) = \cos \left(\frac(\omega t)( 1 - \frac(\upsilon)(c)) - \omega \frac Lc \frac(1)(1 - \frac(\upsilon)(c))\right).\)

Együttható at t a koszinusz jel alatt a fényesség változásának gyakoriságát adja meg a megfigyelő által. Jelöljük ezt a frekvenciát vel ω’ , Akkor

\(~\omega" = \frac(\omega)(1 - \frac(\upszilon)(c)). \qquad (6)\)

Ha a forrás nyugalomban van ( υ = 0), akkor ω’ = ω , azaz a megfigyelő ugyanazt a frekvenciát érzékeli, amelyet a forrás bocsát ki. Ha a forrás a megfigyelő felé mozog (ebben az esetben a megfigyelő a forrás mozgása mentén előre irányuló sugárzást kap), akkor a vett frekvencia ω’ ω , és a vett frekvencia nagyobb, mint a kibocsátott.

Azt az esetet, amikor a forrás eltávolodik a megfigyelőtől, az előtte lévő jel megváltoztatásával kaphatjuk meg υ kapcsolatban (6). Látható, hogy ekkor a vett frekvencia kisebbnek bizonyul, mint a kibocsátott.

Azt mondhatjuk, hogy a magas frekvenciák előre, az alacsonyak pedig vissza (ha a forrás eltávolodik a megfigyelőtől, akkor a megfigyelő nyilvánvalóan visszakapja a kibocsátott sugárzást).

A forrás oszcillációs frekvenciája és a megfigyelő által vett frekvencia közötti eltérés a Doppler-effektus. Ha a megfigyelő abban a koordinátarendszerben van, amelyben a forrás nyugalomban van, akkor a kibocsátott és a vett frekvencia egybeesik. Ha a megfigyelő olyan koordinátarendszerben van, amelyben a forrás sebességgel mozog υ , akkor a kibocsátott és vett frekvenciák közötti kapcsolatot a (6) képlet határozza meg. Ebben az esetben feltételezzük, hogy a megfigyelő mindig nyugalomban van.

Amint látható, a kibocsátott és a vett frekvenciák közötti kapcsolatot a v sebesség határozza meg relatív mozgás forrás és megfigyelő. Ebben az értelemben teljesen mindegy, hogy ki mozog – a forrás közeledik a megfigyelőhöz, vagy a megfigyelő a forráshoz. A következőkben azonban kényelmesebb lesz azt feltételeznünk, hogy a megfigyelő nyugalomban van.

Szigorúan véve, be különböző rendszerek koordináták, az idő másképp telik. Az idő múlásának megváltoztatása a megfigyelt gyakoriságot is befolyásolja. Ha például egy inga lengési frekvenciája abban a koordinátarendszerben, ahol nyugalmi állapotban van, egyenlő ω , majd abban a koordinátarendszerben, ahol sebességgel mozog υ , a frekvencia \(~\omega \sqrt(1 - \frac(\upsilon^2)(c^2))\). A relativitáselmélet erre az eredményre vezet. De mivel már a kezdet kezdetén megegyeztünk abban, hogy figyelmen kívül hagyjuk a \(~\frac(\upsilon^2)(c^2)\) értékét az egységhez viszonyítva, az idő múlásának változása esetünkben (alacsony sebességű mozgás ) elhanyagolható.

Így a mozgó test megfigyelésének megvannak a maga sajátosságai. A megfigyelő a testet nem ott látja, ahol van (amíg a jel a megfigyelőhöz megy, a testnek van ideje mozogni), és olyan jelet kap, amelynek frekvenciája ω’ különbözik a kibocsátott frekvenciától ω .

Most írjuk ki a végső képleteket, amelyekre később szükségünk lesz. Ha egy mozgó forrás előre sugárzik a mozgás irányába, akkor a frekvencia ω’ , amelyet a megfigyelő elfogad, a forrásfrekvenciához kapcsolódik ω hányados

\(~\omega" = \frac(\omega)(1 - \frac(\upsilon)(c)) = \omega \left(1 + \frac(\upsilon)(c) \jobb), \ \frac (\upszilon)(c) \ll 1. \qquad (7)\)

A visszafelé irányuló sugárzásnak van

\(~\omega" = \frac(\omega)(1 + \frac(\upszilon)(c)) = \omega \left(1 - \frac(\upsilon)(c) \jobb), \ \frac (\upszilon)(c) \ll 1. \qquad (8)\)

A foton energiája és lendülete

A részecske modern elképzelése elektromágneses mező- foton, mint a képlet E = mc 2, amelyet be fogunk bizonyítani, Einsteiné, és ő állította ugyanabban az 1905-ben, amelyben bebizonyította a tömeg és az energia egyenértékűségét. Einstein szerint az elektromágneses és különösen a fényhullámok egyedi részecskékből – fotonokból – áll. Ha egy bizonyos frekvenciájú fényt vesszük figyelembe ω , akkor minden fotonnak van energiája E, ezzel a gyakorisággal arányos:

\(~E = \hbar \omega .\)

A \(~\hbar\) arányossági együtthatót hívjuk Planck állandó. A Planck-állandó nagyságrendileg 10 -34, dimenziója J·s. Nem írunk ide pontos érték Planck állandó, nem lesz rá szükségünk.

Néha a „foton” szó helyett azt mondják, hogy „elektromágneses mező kvantum”.

A fotonnak nemcsak energiája, hanem lendülete is egyenlő

\(~p = \frac(\hbar \omega)(c) = \frac Ec .\)

Ez az információ elegendő lesz a további lépésekhez.

A képlet levezetése E = mc 2

Tekintsünk nyugalmi testet tömeggel m. Tegyük fel, hogy ez a test egyidejűleg két fotont bocsát ki közvetlenül ellentétes irányokba. Mindkét fotonnak azonos a frekvenciája ω és ezért azonos energiák \(~E = \hbar \omega\), valamint egyenlő nagyságú és ellentétes irányú momentumok. A sugárzás hatására a szervezet energiát veszít

\(~\Delta E = 2 \hbar \omega. \qquad (9)\)

A lendületveszteség nulla, ezért a test két kvantum kibocsátása után nyugalomban marad.

Ezt a mentális élményt ábrázolja az 1. ábra. A testet kör, a fotonokat pedig hullámvonalak ábrázolják. Az egyik foton kibocsátása at pozitív irány tengelyek x, a másik - negatívban. A megfelelő fotonok energia- és impulzusértékei a hullámvonalak közelében láthatók. Látható, hogy a kibocsátott impulzusok összege nulla.

1. ábra. Két foton képe egy referenciakeretben, amelyben a kibocsátó test nyugalomban van: a) a test a sugárzás előtt; b) besugárzás után

Tekintsük most ugyanezt a képet a tengely mentén mozgó megfigyelő szemszögéből x balra (azaz be negatív irány tengelyek x) alacsony sebességgel υ . Az ilyen megfigyelő többé nem nyugalmi testet lát, hanem kis sebességgel jobbra mozgó testet. Ennek a sebességnek a nagysága egyenlő υ , és a sebesség a tengely pozitív irányába irányul x. Ekkor a jobbra kibocsátott frekvenciát a (7) képlet határozza meg előremenő sugárzás esetén:

\(~\omega" = \omega \left(1 + \frac(\upszilon)(c) \jobb).\)

A mozgás irányában előre haladó test által kibocsátott foton frekvenciáját ként jelöltük ω’ , hogy ne keverjük össze ezt a frekvenciát a frekvenciával ω fotont bocsát ki abban a koordinátarendszerben, ahol a test nyugalomban van. Ennek megfelelően egy balra mozgó test által kibocsátott foton frekvenciáját a (8) képlet határozza meg visszafelé irányuló sugárzás esetén:

\(~\omega"" = \omega \left(1 - \frac(\upsilon)(c) \right).\)

Annak érdekében, hogy ne keverjük össze az előre irányuló sugárzást és a visszafelé irányuló sugárzást, a visszafelé irányuló sugárzáshoz kapcsolódó mennyiségeket két prímmel jelöljük.

Mivel a Doppler-effektus miatt az előre és visszafelé irányuló sugárzás frekvenciája eltérő, a kibocsátott kvantumok energiája és impulzusa is eltérő lesz. Egy előre kibocsátott kvantumnak lesz energiája

\(~E" = \hbar \omega" = \hbar \omega \left(1 + \frac(\upszilon)(c) \jobbra)\)

és lendület

\(~p" = \frac(\hbar \omega")(c) = \frac(\hbar \omega)(c) \left(1 + \frac(\upsilon)(c) \right).\)

A visszasugárzott kvantumnak lesz energiája

\(~E"" = \hbar \omega"" = \hbar \omega \left(1 - \frac(\upszilon)(c) \jobbra)\)

és lendület

\(~p"" = \frac(\hbar \omega"")(c) = \frac(\hbar \omega)(c) \left(1 - \frac(\upszilon)(c) \jobbra). \)

Ebben az esetben a kvantumimpulzusok ellentétes irányúak.

A sugárzási folyamat mozgó megfigyelő által látott képe a 2. ábrán látható.

2. ábra. Két foton képe egy referenciakeretben, ahol a kibocsátó test sebessége υ : a) test sugárzás előtt; b) sugárzás után

Itt fontos hangsúlyozni, hogy az 1. és 2. ábra ugyanazt a folyamatot ábrázolja, de más-más megfigyelők szemszögéből. Az első ábra arra az esetre vonatkozik, amikor a megfigyelő nyugalomban van a kibocsátó testhez képest, a második pedig azt az esetet, amikor a megfigyelő mozog.

Számítsuk ki az energia és a lendület egyensúlyát a második esetre. Energiaveszteség abban a koordinátarendszerben, ahol az emitternek sebessége van υ , egyenlő

\(~\Delta E" = E" + E"" = \hbar \omega \left(1 + \frac(\upszilon)(c) \jobb) + \hbar \omega \left(1 - \frac(\ upsilon)(c) \jobbra) = 2 \hbar \omega = \Delta E,\)

azok. ez ugyanaz, mint egy olyan rendszerben, ahol az emitter nyugalomban van (lásd a (9) képletet). De az impulzusveszteség egy olyan rendszerben, ahol az emitter mozog, nem nulla, ellentétben a nyugalmi rendszerrel:

\(~\Delta p" = p" - p"" = \frac(\hbar \omega)(c) \left(1 + \frac(\upsilon)(c) \right) - \frac(\hbar \ omega)(c) \left(1 1 \frac(\upsilon)(c) \right) = \frac(2 \hbar \omega)(c) \frac(\upsilon)(c) = \frac(\Delta E)(c^2) \qquad (10)\)

A mozgó emitter elveszti a lendületét \(~\frac(\Delta E \upsilon)(c^2)\), és ezért úgy tűnik, hogy lelassul és csökkenti a sebességét. De nyugalmi keretben a sugárzás szimmetrikus, az emitter nem változtat sebességet. Ez azt jelenti, hogy az emitter sebessége nem változhat abban a rendszerben, ahol mozog. És ha egy test sebessége nem változik, akkor hogyan veszíthet lendületből?

A kérdés megválaszolásához emlékezzünk vissza egy tömegtest lendületének felírására m:

\(~p = m \upszilon\)

Impulzus egyenlő a termékkel a testtömeg a sebességére. Ha egy test sebessége nem változik, akkor a lendülete csak a tömeg változása miatt változhat:

\(~\Delta p = \Delta m \upszilon\)

Itt Δ p- a test lendületének változása állandó sebesség mellett, Δ m- tömegének változása.

Ezt a lendületvesztés kifejezést a (10) kifejezéssel kell egyenlővé tenni, amely a lendületvesztést az energiavesztéssel kapcsolja össze. Megkapjuk a képletet

\(~\frac(\Delta E)(c^2)\upsilon = \Delta m \upsilon,\)

\(~\Delta E = \Delta m c^2,\)

ami azt jelenti, hogy egy test energiájának változása a test tömegének arányos változását vonja maga után. Innen könnyen megállapítható a teljes testtömeg és a teljes energiatartalék közötti összefüggés:

\(~E = mc^2.\)

Ennek a képletnek a felfedezése óriási előrelépést jelentett a megértés felé természeti jelenség. A tömeg és az energia egyenértékűségének tudatosítása önmagában is nagy eredmény. De a kapott képlet emellett széles alkalmazási területtel rendelkezik. Felbomlás és egyesülés atommagok, a részecskék születése és bomlása, az elemi részecskék egymásba való átalakulása és sok más jelenség magyarázata során figyelembe kell venni a tömeg és az energia összefüggésének képletét.

Összegezve - két házi feladat a relativitáselmélet rajongóinak.

1. Olvassa el A. Einstein cikkét: „Múlik-e a test tehetetlensége a benne lévő energiától?” .
2. Próbáld meg egymástól függetlenül származtatni a \(~\Delta m = \frac(\Delta E)(c^2)\) relációt olyan referenciarendszer esetén, amelynek sebessége υ nem lehet kicsi a fénysebességhez képest Vel. Jegyzet. Használja a részecske impulzusának pontos képletét: \(~p = \frac(m \upsilon)(\sqrt(1 - \frac(\upsilon^2)(c^2)))\) és a pontos képletet Doppler-effektus: \ (~\omega" = \omega \sqrt(\frac(1 + \frac(\upsilon)(c))(1 - \frac(\upsilon)(c))),\), amelyet kapunk ha figyelembe vesszük a pihenő és mozgó vonatkoztatási rendszerek időbeli eltérését.

/ Az E = mc 2 képlet fizikai jelentése

Az E = mc 2 képlet fizikai jelentése

Alig van olyan felnőtt, aki ne ismerné ezt a képletet. Néha a világ leghíresebb formulájának is nevezik. Ő lett az emberiség számára ismert miután Einstein megalkotta relativitáselméletét. Einstein szerint képlete nemcsak az anyag és az energia kapcsolatát mutatja, hanem az anyag és az energia egyenértékűségét. Más szóval, e képlet szerint az energia anyaggá alakulhat, az anyag pedig energiává.

De ismerek egy másik képletet is (és nem csak én, hanem a termikus folyamatokkal foglalkozó összes szakember): Q = mr, ahol Q a hőmennyiség, m a tömeg, r a hő fázisátmenet. Bármilyen fázisátalakulást (párolgás és kondenzáció, olvadás és kristályosodás, abláció és száraz szublimáció) ez a képlet ír le. Amikor a hőt Q mennyiségben szállítják (vagy eltávolítják) egy újba fázis állapot olyan m anyagmennyiség kerül átadásra, amely egyenesen arányos a Q hőmennyiséggel és fordítottan arányos az r fázisátalakulás hőjével. A hő pedig egyfajta energia.

De ebből a tényből soha senki nem vonta le azt a következtetést, hogy maga a hő, vagyis az energia átalakul anyaggá. Miért fordult elő ilyen zavar az E = mc 2 képlettel? Amikor sikerült megszereznem a fizikai vákuum energiájának képletét, akkor tudtam válaszolni erre a kérdésre. Kiderült, hogy a nagyonáltalános nézet a fizikai vákuum energiáját ez írja le jól ismert képlet

E = mc 2. Fizikai jelentése pedig pontosan egybeesik a Q = mr képlet fizikai jelentésével: amikor E mennyiségű energiát adunk a vákuumnak (vagy éternek, ahogy korábban nevezték), a vákuum m anyagmennyiséget hoz létre, amely egyenesen arányos a betáplált E energiával és fordítottan arányos fázisátalakulási energia 2-vel. Más szavakkal, nem figyelhető meg az energia anyaggá vagy anyaggá történő átvitele. És Einstein tévedésének oka fizikai jelentése képlete abban áll, hogy tagadja az éter-fizikai vákuum valóságos létezését. Ha hisszük, hogy az éter nem létezik, akkor azt kapjuk, hogy az anyag a szó legigazibb értelmében megszületik az ürességből. De mindenki megérti, hogy a semmiből lehetetlen valamit kihozni. Ezért más forrást kell keresnünk az anyagnak. Annak a ténynek köszönhetően, hogy

A szkeptikusok kifogásolhatják, hogy okfejtésemet a kísérletek eredményei cáfolják. Azt mondják, hogy a gyorsítókísérletek azt mutatják, hogy az elemi részecskék tömege a sebesség növekedésével növekszik, vagyis a részecske sebességének növelése érdekében növekvő energiával. Ebből a tényből az a következtetés vonható le, hogy ezekben a kísérletekben az energia tömeggé alakul. De amikor információkat kerestem arról, hogy pontosan hogyan hajtották végre ezeket és más hasonló kísérleteket, felfedeztemérdekes dolog : kiderült, hogy a tudományos kutatás egész történetében egyetlen kísérlet sem mért közvetlenül tömeget, hanem mindig mérték az energiafelhasználást, majd az E = mc 2 képlet segítségével energiát vittek át tömegre, és tömegnövekedésről beszéltek. A gyorsítókísérletek során megnövekedett energiafelhasználásra azonban más magyarázatot is kínálhatunk: a részecskére juttatott energia nem a részecske tömegévé, hanem a minket körülvevő éter-fizikai vákuum ellenállásának leküzdésévé alakul. Amikor bármely tárgy (és elemi részecske

is) gyorsan mozog, ő

egyenetlen mozgás

deformálja az éter-vákuumot, és ez ellenállási erők létrehozásával reagál, amelyek leküzdéséhez energia szükséges.

És minél nagyobb a tárgy sebessége, annál nagyobb az éter-vákuum deformációja, minél nagyobbak az ellenállási erők, annál több energiára lesz szükség ezek leküzdéséhez.

Annak érdekében, hogy megtudjuk, melyik koncepció a helyes (hagyományos tömegnövelés formájában növekvő sebességgel vagy alternatíva az éter-vákuum ellenállási erőinek leküzdésének formájában), fel kell állítani egy kísérletet, amelyben a mozgó részecske tömegét közvetlenül, energiaköltségek mérése nélkül mérnék.

De még nem jöttem rá, mi legyen ez a kísérlet. Esetleg valaki másnak is jön valami ötlete?

I. A. Prohorov

EINSTEIN FORMULA E=MC2AMATERIALIZÁCIÓ. ( (Victor Zammit „A finom világ szószólója” című könyve alapján Vannak példák az emberiség történetében, amikor egy bizonyos személy, mint Jézus a Bibliában, megjelent egy tömeg előtt, majd eltűnt., A kutatók az emberek és dolgok megjelenését és eltűnését materializációnak, illetve dematerializációnak nevezik. Rengeteg független bizonyíték áll rendelkezésre számos országban, például Brazíliában, ahol a materializáció a nap folyamán több száz meggyőződéses szkeptikus jelenlétében történt. A "Forgószél" című könyvben ) többek között tudományos magyarázatot kínál a materializációra. A szerzők Albert Einstein képletével kezdik E= ts 2, megmutatva azt az energiát (E) tömegével egyenlő (T), megszorozva a fénysebesség négyzetével (c).

Azt állítják, hogy ez megmagyarázza, hogyan működik a materializáció és a dematerializáció az anyag energiává alakításán. Amikor az emberek azt próbálják állítani, hogy ez az egyenlet csak egy elmélet, amelyet nem lehet ellenőrizni, emlékeztetni kell őket arra, hogy egy időben kevesebb, mint egy uncia anyag alakult át elegendő energiává Hirosima elpusztításához.

Vortex - valójában az atomok és molekulák forgása. Ash és Hewitt az Einstein-egyenlet alapján azt állítják, hogy az anyag és a fény részt vesz általános mozgás, míg a tényleges sebesség forgásörvénynek kell lennie fénysebesség. Azzal érvelnek, hogy ez az egyetlen lehetséges következtetés, amely levonható Einstein egyenletéből, és pontosan azért, mert forgásörvény fénysebességgel elolvashatja ezt az oldalt, láthat egy másik személyt, vagy láthat fákat, eget és minden mást.

Ash és Hewitt azt kérdezi: Miért korlátozza az örvénymozgás sebességét a fénysebesség? Azt állítják, hogy amint az örvénymozgás sebessége meghaladja a fénysebességet, egy személy vagy dolog lép be szuperenergiába -új dimenzió, új világ. De ebben az új dimenzióban a személy vagy dolog ugyanolyan szilárd lesz, mint te vagy én ebben a dimenzióban. Az egyetlen különbség az, hogy az örvények nagyobb sebességgel fognak forogni, mint a Földön.

Egy ember a Földön (hacsak nem tisztánlátó) nem fog látni semmit az új dimenzióban, mert a szemünk képes megfigyelni az embereket vagy a dolgokat, miközben örvényeik ebben a dimenzióban fénysebességgel forognak. Ebből az is következik, hogy egy személy vagy dolog képes szuper energia képes lesz áthatolni egy tömör téglafalon a mi dimenziónkban. Ez azért történik, mert ennek a téglafalnak az atomjai és molekulái lassabban keringenek, mint a fénysebesség.

Az egyik lehetséges tudományos magyarázatok materializáció az, hogy az entitások atomjainak örvényei a spirituális világ a fénysebességnél gyorsabban keringenek, és a szemünk egyszerűen nem veszi észre őket. De bizonyos energiák a szellemi test atomjainak örvényeinek sebességét a fény sebességére csökkentik. Amikor ez megtörténik, a szellemek láthatóvá válnak a szemünk számára.

Másrészt, amikor egy szellem dematerializálni szándékozik, atomjai örvénylésének sebessége megnő, szemünk számára láthatatlanná válik, és eltűnik egy másik dimenzióban. Ash és Hewitt ezt a materializációt átlényegülésnek nevezi (átlényegülés ), hogy tükrözze az anyagban bekövetkező változást, de nem formábanörvény. Az átlényegülés nem változtatja meg az atomi ill molekuláris szerkezet testek.

Átlényegülésen keresztül a tudat, az étertest, a szellem be más világ vagy bármely tárgy materializálódhat vagy dematerializálódhat. Ash és Hewitt azonban helyesen mutat rá arra, hogy a dematerializáció nem bomlás. Ez az atomok örvénylésének gyorsulása és lassulása, amely megmagyarázza a történelemből ismert eseteket, amikor egy ember „a semmiből” tűnik fel, és más emberek szeme láttára tűnik el.

Ash és Hewitt számos példát mutat be a materializáció és dematerializáció gondosan dokumentált eseteire. A materializáció összhangban van azzal az állítással, hogy az élet a fizikai halál után is folytatódik.

Aki legalább valamennyire ismeri a fizikát, valószínűleg hallott már róla "relativitáselméletek" Albert Einstein és a híres képlet E=MC2. Ez a képlet a huszadik század legelején kezdett elterjedni a tudományban, és hírneve elválaszthatatlanul összekapcsolódott Einstein elméletével.

Akkoriban mindenki kritizálta az új feltörekvő csillagot a forradalmi elméletében megfogalmazott extravagáns „feltevések” miatt, úgy gondolva, hogy Mr. Einstein valóságtól elszakadt fantáziáinak semmi közük a tudományhoz.

Íme, csak egy példa arra, hogyan kritizálták a világhírű tudósok az Isten tudja, hogyan jelent meg a bajkeverő a tudományban. „Van-e azonban olyan szükségszerűség, amely arra kényszerít bennünket, hogy feltétel nélkül egyetértsünk ezekkel a feltételezésekkel, amelyekkel egészséges elme legalábbis nem tud azonnal kibékülni? Erre határozottan azt válaszolhatjuk: nem! Einstein elméletéből minden olyan következtetés levonható, amely összhangban van a valósággal, és gyakran sokkal többet egyszerű módon olyan elméletek segítségével, amelyek nem tartalmaznak semmi felfoghatatlant – semmiben sem hasonlítanak az Einstein elmélet által támasztott követelményekhez.” Ezek a szavak Klimenty Timiryazev orosz akadémikushoz, szerzőhöz tartoznak alapvető munka"Egy növény élete" (1878).

Azonban ez a sok kritika, és a kritika minden bizonnyal igazságos volt, nem számított Einsteinnek, mert sok mecénása volt, elvégre zsidó tudós volt! Ellenkezőleg, olyan PR-t biztosítottak számára a médiában, amilyenben még egy hollywoodi popdíva sem! Einstein még Nobel-díjat is kapott! Igaz, egyáltalán nem a „relativitáselméletért” kapta meg, ami szó szerint felháborodás viharát váltotta ki tudományos világ, valamint a nyílt A.G. elméleti igazolására. Stoletov" külső fotoelektromos hatás".

Történelmi információk:"Albert Einsteint jelölték a fizikai Nobel-díjratöbbször is, azonban tagok Nobel-bizottság Sokáig nem mertek díjat odaítélni egy olyan forradalmi elmélet szerzőjének, mint a relativitáselmélet. Végül diplomáciai megoldás született: az 1921-es díjat Einstein kapta a fotoelektromos hatás elméletéért, vagyis a leginkább vitathatatlan és kísérletileg tesztelt munkáért; a határozat szövege azonban tartalmazott egy semleges kiegészítést: „és egyéb, az elméleti fizika területén végzett munkához”. 1922. november 10. titkár Svéd Akadémia Christopher Aurvillius ezt írta Einsteinnek: „Amint arról már táviratban tájékoztattam, a Királyi Tudományos Akadémia tegnapi ülésén úgy döntött, hogy Önnek ítéli oda az elmúlt évért (1921) a Fizikai Díjat, ezzel is elismerve elméleti fizika, különösen a fotoelektromos hatás törvényének felfedezése, anélkül, hogy figyelembe vennénk a relativitáselméletre és a gravitációelméletre vonatkozó munkájukat, amelyek a jövőbeni megerősítést követően értékelni fognak.” Természetesen Einstein hagyományos Nobel-beszédét a relativitáselméletnek szentelte..." .

Más szavakkal, Alekszandr Grigorjevics Stoletov orosz tudós, miközben az ultraibolya sugárzás elektromosságra gyakorolt ​​hatását tanulmányozta, felfedezte a jelenséget. külső fotoelektromos hatás a gyakorlatban, és Albert Einstein elméletben meg tudta magyarázni ennek a jelenségnek a lényegét. Ezért Nobel-díjat kapott.

Megjegyzés:

Teslafreshpower: Einstein nem is magának a fotoelektromos hatásnak a felfedezéséért kapott Nobel-díjat, hanem az övéért speciális eset... "Einstein Nobel-díjat kapott... a fotoelektromos hatás második törvényének felfedezéséért, amely a fotoelektromos hatás első törvényének speciális esete volt. De furcsa, hogy Alekszandr Grigorjevics orosz fizikus Stoletov (1830-1896), aki magát a fotoelektromos effektust fedezte fel, sz Nobel-díj, és senki más, nem ezért kapta a felfedezését, míg A. Einstein azért kapta, mert „tanulmányozta” a fizika törvényének egy konkrét esetét. Teljes hülyeségnek bizonyul bármilyen szempontból. Ennek egyetlen magyarázata az lehet, hogy valaki nagyon meg akarta csinálni A. Einsteint Nobel-díjasés bármi okot keresett erre. A „zseninek” egy kicsit puffannia kellett az orosz fizikus, A.G. felfedezésével. Stoletov, „tanulmányozta” a fotoelektromos hatást, majd... új Nobel-díjas „született”.

Hihetetlen, de igaz: A TO-nak 8 feltételes feltevése vagy POSZTULÁTUMA van (feltételes megállapodás), és GR-ben 20 ilyen konvenció létezik! Bár a fizika egzakt tudomány."

Ami a képletet illetiE=MC2, akkor az alábbi sztori kering az interneten.

"1905. július 20-án Albert Einstein és felesége, Mileva Maric úgy döntött, hogy megünnepelik a közös felfedezést. A nagy fizikus életében ez volt az első alkalom, amikor berúgott, mint egy egyszerű cipész: "... A részeg férfiak az asztal alatt feküdtek a te szegény barátod és a felesége. —később barátjának, Konrad Habichtnak írt (GEO magazin, 2005. szeptember).1946. július 1-jén pedig Einstein portréja jelent meg a Time magazin címlapján a képpel atomgombaés képletek E=MC2és egy szinte vádló főcím: "Világromboló - Einstein: Minden anyag sebességből és tűzből áll". .

Az a tény, hogy ez a képlet nem éri meg "font gyapjú", ma megtudhatod Bogdan Shynkaryk rövid cikkéből

Annak elkerülése érdekében, hogy az olvasóknak az interneten kelljen keresniük ezt a cikket, az alábbiakban teljes terjedelmében közöljük.

"A mai cikk bizonyos szempontból folytatása másik két cikkemnek, amelyek az elméleti fizika mágneses csalásáról szólnak: "Mágneses csalás"És "A kétszázéves csalás az elméleti fizikában" .

Új cikk olyan jelenségről van szó, amelyet sem a mágnesesség és az elektromosság kutatásának kiindulópontjánál álló tudósok – Hans Christian Oersted és Andre Marie Ampere, sem követőik – nem vettek észre. Egyszerűen senkinek nem jutott eszébe, hogy a testek felmágnesezése a bennük lévő finomanyag tömörítésével jár együtt! Mert valóban, hogyan lehet kitalálni, hogy egy acélrúdnak a mágnesezése után több is van nagy tömeg mint a mágnesezés előtt volt.

Ha az elektromágnesesség első kutatói sejtették volna ennek a jelenségnek a létezését és vizsgálták volna, akkor ma a fizika teljesen másképp írná le az anyag szerkezetét. Először is a leírásban fizikai jelenségek a döntő szerepet az úgynevezett „fizikai vákuum” játssza. szó szerinti fordítás ez a teljesen nevetséges kifejezés - „természetes üresség”).

Mert hosszú évszázadok Miközben a természettudomány – a fizika – fejlődött, a tudósok között az volt az uralkodó vélemény, hogy „a természet irtózik a vákuumtól”. Ennek a nézetnek a fényében a levegőtlen tér a legtöbb tudós számára nem másnak tűnt, mint a legfinomabb anyagnak, amelyben a fény és a hő terjed. Ez a legfinomabb környezet az idők óta Ókori Görögországéternek hívják. A oszthatatlan részecskék, az étert alkotó ókori görög tudós, Démokritosz javaslatára atomoknak nevezték.

A közelmúltban felfedezett jelenség - a mágnesezett testek tömegének növekedése - bizonyos értelemben egyértelmű bizonyítéka annak, hogy a tudomány és a filozófiai gondolkodás fejlődésének kezdeti iránya helyes volt, de Albert és Ko azzal, hogy kizárták a világító étert a képből. az Univerzum rossz útra terelte a tudományt.

A testek mágnesezési (vagy mágnesezési) folyamata nemcsak a fémek körül indukált (másodlagos) mágneses tér kialakulásával jár együtt, hanem az éter megsűrűsödésével is összefügg a mágnesezett területen (a mágnesezett testeken belül és kívül) .

Ha egy mágnesezett test könnyen mágnesként jelenik meg, amikor más mágnesekkel vagy például vasreszelékekkel kölcsönhatásba lép, akkor az éteranyagukon belüli tömörödés tömegük növekedésében nyilvánul meg.

A fentiek az elektromágnesekre is igazak: a huzaltekercs tömege megnő, ha állandó áram kezd folyni benne. elektromos áram, ugyanakkor megnő az elektromágnes vasmagjának tömege.

Szerény otthoni erőforrások felhasználásával a szerző egy kísérletet végzett, amelyben azt kívánta kideríteni, hogy primitív otthoni körülmények között lehetséges-e kimutatni a testtömeg változását, amely a mágnesezés során következik be. A kísérletben háztartási csészemérlegeket használtunk 1 g-tól 20 g-ig és 10 mg-tól 500 mg-ig.

Az erős mágneses tér forrása egy tabletta alakú (18 mm átmérőjű, 5 mm vastagságú) neodímium mágnes volt. A mágnesezett tárgyak egy 18,8 mm átmérőjű acélgolyó és három egymáshoz ragasztott acél lapos alátét készlet voltak. Az alátétek külső átmérője 21 mm, belső átmérője 11 mm, vastagsága pedig egyenként 6 mm volt.

A kísérlet menete a következő volt.

Kezdetben a mágnest, a gyűrűket és a golyót külön-külön lemértük - rendre: 9,38 g; 11,15 g; 27,75 g Ezeket a számokat egy számológépen összeadva 48,28 grammot kaptam.

Felfedezte súlygyarapodás ezek közül három objektum, amelyek közül kettő átesett a mágnesezési folyamaton, természetesen igazolható a létezéssel mérési hibák.

A kísérlet során azonban kiderült kíváncsi jelenség, ami nem engedi kétségbe vonni a tényt súlyváltozások testek, mágnesezésük vagy lemágnesezésük folyamatában! És ami nem tudható be a Föld mágneses mezejének a lemért testekre gyakorolt ​​hatásának!

Arról, hogy mi volt furcsa jelenség, a következő történetem.

Vágj bele!

Miután létrehoztam egy mágnesből, fém alátétekből és golyóból álló szerkezetet, majd mérlegre helyeztem, súlyokkal egyensúlyoztam ki a mérlegrendszert. különböző súlyok. Ezután elkezdtem megfigyelni, hogy az alátétek és a golyó változnak-e a mágnesezési folyamat során össztömeg tervez. Körülbelül 15-20 perc múlva valami érdekes dolog kezdődött!

A szerkezettel ellátott tál lassan zuhanni kezdett. A súlya növekedni kezdett! A csészemérleg egyensúlyának érdekében elkezdtem gyufát egészben és darabokra törve is hozzáadni a súlyokkal együtt a csészéhez.

Ezt addig csináltam, amíg a mérleg egyensúlyhiányának folyamata meg nem állt. Ezután lemértem azokat a gyufákat, amelyeket a kísérlet során a súlyzós tálba tettem - súlyuk 0,38 gramm volt! Ily módon megállapították, hogy a szerkezet súlya a mágnesezés során (így a tömege is) ezzel a 0,38 grammal nőtt. Vagyis a mágnesezés során pontosan ekkora mennyiségű finom anyag, amely az örvény mágneses tér alapját képezi, járult még be. atomi anyag gyűrű és golyó, melyek együttes tömege mágnesezés előtt: 11,15 g + 27,75 g = 38,90 gramm.

Egy egyszerű matematikai számítás azt mutatja, hogy a gyűrűk és a golyók tömegének növekedése a mágnesezés során ebben a kísérletben körülbelül 1% (0,38*100%/38,9).

Vond le a következtetéseket, uraim!

Én személy szerint két következtetést vontam le magamból:

1. A „relativitáselmélet” híres képlete egy font gyapjút sem ér.

2. A mágneses tér anyagi, nem más, mint annak a világító éternek az örvénymozgása, melynek óceánjában mindannyian lakunk! Ennek az éternek a megsűrűsödése a mágnesezett testekben tömegük és súlyuk növekedését okozza.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete