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• Schritte

Die Formel E = mc war erstmals bekannt, als sie 1905 in einem Artikel von Albert Einstein eingeführt wurde, und wurde zur berühmtesten Formel, die später den Grundstein für einen Durchbruch in Wissenschaft und Technologie legte. In E = mc ist E Energie, m ist Masse und c ist die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum. Sogar Leute, die keine Grundkenntnisse in Physik haben, haben von dieser Formel gehört und kennen bis zu einem gewissen Grad ihren Einfluss, die meisten von ihnen jedoch nicht. die wahre Bedeutung dieser Formel. Einfach ausgedrückt ist dies eine Formel, die die Beziehung zwischen Energie und Materie zeigt: insbesondere, dass Energie und Materie zwei verschiedene Formen derselben Sache sind. Diese einfache Formel hat die Art und Weise verändert, wie Menschen Energie wahrnehmen, und hat wiederum zu einer Reihe wichtiger Fortschritte bei der Schaffung moderner Technologien von heute geführt.

Schritte

Teil 1 von 2: Die Formel verstehen

1. 

   
   
   Definieren Sie die Variablen in der Formel. Um eine Formel zu verstehen, muss der erste Schritt darin bestehen, zu verstehen, was jede Variable in der Formel darstellt. In diesem Fall ist E die Energie des Objekts im stationären Zustand, m ist die Masse des Objekts und c ist die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum.
   • Die Lichtgeschwindigkeit c ist eine Konstante mit einem Wert von ungefähr 3,00 x 10 Metern pro Sekunde. In Einsteins Relativitätstheorie wirkt c als Einheitsumrechnungsfaktor anstelle einer Konstante. Da Energie in Einheiten von Joule (J) oder kg m s gemessen wird, ist die Verwendung von c das Ergebnis einer Dimensionsanalyse, um sicherzustellen, dass die Beziehung zwischen Energie und Masse eine Dimension ist.

2. 

   
   
   Verstehe, was Energie ist. Energie kann in vielen Formen existieren, wie z. B. thermisch, elektrisch, chemisch, nuklear und so weiter. Energie kann zwischen zwei Systemen ausgetauscht werden, wobei eines Energie gibt und das andere Energie empfängt.
   • Energie kann nicht produziert werden oder verloren gehen, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Kohle hat zum Beispiel viel potentielle Energie, die beim Verbrennen in Wärme umgewandelt werden kann.

3. 

   
   
   Massenbestimmung. Die Masse eines Objekts ist definiert als die Menge an Materie, die in diesem Objekt enthalten ist.
   • Es gibt auch einige andere Definitionen von Masse. "Konstante Masse" und "relatives Volumen" sind zwei davon. Konstante Masse ist, wie der Name schon sagt, unter allen Umständen eine konstante Masse. Währenddessen hängt die relative Masse von der Geschwindigkeit des Objekts ab. Die Masse in der Formel E = mc ist konstante Masse. Dies ist ein wichtiger Punkt, der der Wahrnehmung vieler widerspricht, um darauf hinzuweisen, dass die Masse eines Objekts sind nicht Geschwindigkeitsänderung.
   • Denken Sie daran, dass Masse und Gewicht zwei verschiedene Konzepte sind. Gewicht ist die Schwerkraft eines Objekts und Masse ist die Menge an Materie, aus der das Objekt besteht. Die Masse ändert sich nur, wenn das Objekt physisch verändert wird, während sich das Gewicht abhängig von der Schwerkraft des Mediums ändert. Die Masse wird in Kilogramm (kg) gemessen, das Gewicht in Newton (N).
   • Ähnlich wie Energie wird Masse weder von selbst erzeugt noch geht sie verloren, sondern wechselt nur von einer Form in eine andere. Zum Beispiel kann ein Eiswürfel zu einer Flüssigkeit schmelzen, aber seine Masse ändert sich nicht.

4. 

   Masse und Energie sind äquivalente Größen. Diese Formel gibt die Ähnlichkeit von Masse und Energie an und zeigt, wie viel Energie in einer bestimmten Masse vorhanden ist. Und vor allem zeigt diese Formel, dass etwas mit einer kleinen Masse auch eine enorme Menge an Energie enthält. Werbung

Teil 2 von 2: Anwendung der Formel auf die Praxis

1. 

   Die Quelle nutzbarer Energie. Der größte Teil der Energie, die die Menschen heute verbrauchen, stammt aus der Verbrennung von Kohle und Erdgas. Wenn diese Brennstoffe verbrannt werden, brechen die durch Valenzelektronen gebildeten Bindungen und setzen Energie frei, so dass die Menschen diese Energiequelle für das Leben nutzen können.
   • Energie auf diese Weise aufzunehmen ist nicht nur ineffizient, sondern auch umweltschädlich.

2. 

   Verwenden Sie Einsteins Energieformel, um die Effizienz des Energiestoffwechsels zu steigern. Die Formel E = mc zeigt, dass der Kern eines Atoms mehr Energie enthält als die Valenzelektronen des Atoms. Die beim Brechen eines Atoms freigesetzte Energie ist viel größer als die beim Brechen von Elektronenbindungen freigesetzte.
   • Die Kernenergie basiert ebenfalls auf diesem Prinzip. Kernreaktoren verursachen eine Spaltung (wodurch sich die Atome trennen), und die Menschen werden die aus der Spaltung freigesetzte Energie zurückgewinnen.

3. 

   Technologische Erfindungen werden dank E = mc wahr. Die Formel E = mc hat dazu beigetragen, viele interessante neue Technologien zu entwickeln, ohne die Menschen heute vielleicht kaum noch leben können, zum Beispiel:
   • Ein Positronenscan (PET) verwendet Strahlung, um Bilder des Körperinneren zu sehen.
   • Basierend auf dieser Formel haben Wissenschaftler Kommunikationstechnologien aus Satelliten und autonomen Rovers entwickelt.
   • Das Alter des Artefakts wird durch die Methode der Kohlenstoffstrahlung bestimmt, die Essenz dieser Methode basiert auf dem radioaktiven Zerfallsprozess nach der Formel E = mc.
   • Die Kernenergie ist eine sauberere und effizientere Energiequelle als herkömmliche Energiequellen, die die Menschen noch immer nutzen und nutzen.
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