Theo thuyết tương đối, mối quan hệ giữa vật chất và năng lượng được cho bằng tốc độ ánh sáng. Albert Einstein là người tiên phong đưa ra giả thuyết này vào năm 1905. Lý thuyết tương đối tính của Einstein liên hệ vật chất và năng lượng thông qua phương trình sau: E = M x C 2 ; trong đó E: Năng lượng, M: Khối lượng và C: tốc độ ánh sáng, giá trị sau ước tính là 300.000.000 m / s.
Theo công thức của Einstein, năng lượng tương đương (E) có thể được tính bằng cách nhân khối lượng (m) của một vật thể với bình phương tốc độ ánh sáng. Ngược lại, tốc độ ánh sáng bình phương bằng 9 x 10 16 m / s, điều này ngụ ý rằng mối quan hệ giữa khối lượng và năng lượng tỷ lệ với một hệ số nhân cực cao.
Sự biến thiên khối lượng của một vật tỷ lệ thuận với năng lượng tỏa ra từ quá trình biến đổi, và tỷ lệ nghịch với bình phương tốc độ ánh sáng.
Vì tốc độ ánh sáng được cho bởi một số có một số chữ số, nên công thức của Einstein nói rằng mặc dù nó là một vật thể có khối lượng nhỏ ở trạng thái nghỉ, nó có một lượng năng lượng đáng kể dưới vành đai của nó.
Sự biến đổi này xảy ra theo một tỷ lệ rất không cân bằng: đối với 1 kg vật chất chuyển sang trạng thái khác, năng lượng thu được là 9 x 10 16 Joules. Đây là nguyên lý hoạt động của nhà máy điện hạt nhân và bom nguyên tử.
Loại biến đổi này giúp cho một hệ thống có thể thực hiện quá trình chuyển đổi năng lượng, trong đó một phần năng lượng nội tại của cơ thể biến đổi dưới dạng nhiệt năng hoặc ánh sáng bức xạ. Đến lượt nó, quá trình này cũng kéo theo sự mất khối lượng.
Ví dụ, trong quá trình phân hạch hạt nhân, trong đó hạt nhân của một nguyên tố nặng (như uranium) bị chia thành hai mảnh có tổng khối lượng nhỏ hơn, sự khác biệt về khối lượng được giải phóng ra bên ngoài dưới dạng năng lượng.
Sự thay đổi khối lượng là quan trọng ở cấp độ nguyên tử, điều này cho thấy rằng vật chất không phải là chất lượng không thể thay đổi của cơ thể, và do đó vật chất "có thể biến mất" khi được giải phóng ra bên ngoài dưới dạng năng lượng.
Theo những nguyên tắc vật lý này, khối lượng tăng lên như một hàm của tốc độ chuyển động của một hạt. Từ đó có khái niệm khối lượng tương đối tính.
Nếu một phần tử đang chuyển động, sự khác biệt được tạo ra giữa giá trị năng lượng ban đầu (năng lượng ở trạng thái nghỉ) và giá trị năng lượng mà nó sở hữu trong khi vật chuyển động.
Tương tự như vậy, dựa trên lý thuyết tương đối tính của Einstein, khối lượng của cơ thể cũng tạo ra một biến thể: khối lượng của cơ thể khi chuyển động lớn hơn khối lượng của cơ thể khi nó ở trạng thái nghỉ.
Khối lượng của cơ thể ở trạng thái nghỉ còn được gọi là khối lượng nội tại hoặc khối lượng bất biến, vì nó không thay đổi giá trị của nó, thậm chí không trong điều kiện khắc nghiệt.
Vật chất là chất vật chất tạo nên tổng thể của vũ trụ quan sát được và cùng với năng lượng, cả hai yếu tố này tạo nên cơ sở của mọi hiện tượng vật lý.
Mối quan hệ giữa vật chất và năng lượng, được thể hiện trong thuyết tương đối của Einstein, đặt nền móng cho vật lý hiện đại vào đầu thế kỷ 20.
Người giới thiệu
- De la Villa, D. (2011). Mối quan hệ vật chất và năng lượng. Thành phố Lima, nước Peru. Được khôi phục từ: micienciaquimica.blogspot.com.
- Encyclopædia Britannica, Inc. (2017). Vấn đề. Luân Đôn nước Anh. Được khôi phục từ: britannica.com.
- Phương trình Einsten (2007). Madrid, Tây Ban Nha. Được phục hồi từ: Sabercurioso.es.
- Strassler, M. (2012). Khối lượng và năng lượng. New Jersey, Hoa Kỳ. Được khôi phục từ: profmattstrassler.com.
- Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2017). Sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.