Формула Ейнштейна

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Ця стаття включає опис терміну «E=mc2»; див. також інші значення.

4-метрова скульптура формули Альберта Ейнштейна в Берліні, Німеччина

Фо́рмула Ейнште́йна — співвідношення між енергією E та масою тіла m (с — швидкість світла) у формі:

 E=mc^2 ,

запропоноване Альбертом Ейнштейном у роботі 1905 року «Чи інерція тіла залежить від його енергетичного наповнення?»[1]. Ця формула є наслідком формули

 E=\frac{mc^2}{\sqrt{1- v^2/c^2}} ,

якщо перевизначити масу як  m / \sqrt{1- v^2/c^2} .

Розуміння цієї формули у сучасній фізиці змінилося у зв'язку з відмовою від перевизначення маси (детальніше у статті Питання еквівалентності маси та енергії). Для тіла у стані спокою, тобто у системі відліку, зв'язаній з тілом, формула зберігає свою істинність.

Значення у фізиці[ред.ред. код]

Важливим наслідком формули Ейнштейна є те, що вона встановлює абсолютну шкалу для визначення енергії, яка у класичній фізиці визначається з точністю до довільної сталої. За цим рівнянням, максимальна енергія фізичного тіла дорівнює масі об'єкта, помноженій на квадрат швидкості світла.

Практичне значення[ред.ред. код]

Формула на палубі першого авіаносця з ядерною силовою установкою USS Enterprise 31 липня 1964[2]

Отримана Альбертом Ейнштейном формула стала одним з головних практично важливих результатів спеціальної теорії відносності. Співвідношення E=mc^2 показало, що у речовині закладені величезні (завдяки квадрату швидкості світла) запаси енергії, які можуть бути використані у енергетиці і військових технологіях[3].

Кількісні співвідношення між масою і енергією[ред.ред. код]

У міжнародній системі одиниць СІ відношення енергії і маси E/m виражається у джоулях на кілограм, і воно чисельно дорівнює квадрату значення швидкості світла c у метрах за секунду):

E / m = c² = (299 792 458 м/с)² = 89 875 517 873 681 764 Дж/кг (≈9,0×1016 джоулів на кілограм).

Таким чином, 1 грам маси еквівалентний наступним значенням енергії:

У ядерній фізиці часто застосовується значення відношення енергії та маси, виражене у мегаелектронвольтах на атомну одиницю маси — ≈931,494 МеВ/а.о.м.

Вплив на культуру[ред.ред. код]

З моменту відкриття формула E=mc^2 стала однією з найвідоміших фізичних формул і є символом теорії відносності. Незважаючи на те, що історично формула була вперше запропонована не Альбертом Ейнштейном, зараз вона асоціюється виключно з його ім'ям, наприклад, саме ця формула була використана у якості назви телевізійної біографії відомого вченого, що вийшла у 2005 році[4]. Популярності формули сприяло широке використання популяризаторами науки контрінтуїтивний висновок, що маса тіла збільшується зі збільшенням його швидкості. Крім того, з цією ж формулою асоціюється потужність атомної енергії. Так, у 1946 році журнал «Time» на обкладинці зобразив Ейнштейна на тлі гриба ядерного вибуху з формулою E=mc^2 на ньому[5][6].

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Einstein, A. (1905), «Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?», Annalen der Physik 18: 639–643, doi:10.1002/andp.19053231314, Bibcode1905AnP...323..639E . Англійський переклад можна знайти на [1]
  2. «USS Baindridge (DLGN/CGN 25)». NavSource Online: Cruiser Photo Archive. NavSource Naval History. Архів оригіналу за 2012-01-25. Процитовано 2010-09-27. 
  3. Чернин А. Д. Формула Эйнштейна (рос.) // Трибуна УФН.
  4. E=mc² на сайті Internet Movie Database (англ.)
  5. Friedman A. J., Donley C. C. {{{Заголовок}}}. — ISBN 9780521267205.
  6. «Albert Einstein» (російською). Time magazine. 1 июля 1946. Архів оригіналу за 2012-01-25. Процитовано 2011-01-30. 

Джерела[ред.ред. код]

Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.