Энергия и масса. Формула Эйнштейна

Релятивистский закон сложения скоростей.

Если тело движется со скоростью v в одной системе отсчета, то в другой системе отсчета, относительно которой первая система отсчета движется со скоростью v1 в том же направлении, скорость тела определяется выражением:

Из этой формулы:

• при v<<c и v₁ <<c можно получить классический закон сложения скоростей v₂ = v₁ +v
• при v =c и v₁ =c v₂ =c

Экспериментальные исследования показали, что полная энергия частицы, движущейся со скоростью v, близкой к скорости света c, выражается следующей формулой

тогда при скорости v=0 собственная энергия тела массой m0 равна

E0 =m₀c²

Следовательно, E = E₀ +∆E, где Δ E-кинетическая энергия частицы.

При движении частицы с релятивистской скоростью возникает избыток массы

Из формулы видно, что заметные изменения массы возможны при очень больших изменениях энергии. При определенных условиях энергия переходит в массу, а при некоторых других условиях масса переходит в энергию. Когда ракетные двигатели ускоряют космический корабль, часть энергии идет на увеличение релятивистской массы. Взрыв атомной бомбы – это мгновенное превращение в энергию части массы материала бомбы. Энергия Солнца имеет подобное происхождение. Солнце демонстрирует это нам наглядно: каждую секунду в этом пылающем огненном шаре миллионы тонн материи преобразуются в гигантское количество энергии излучения. И только благодаря этому возможна жизнь на Земле, наша жизнь. Из формулы Эйнштейна следует, что чрезвычайно малое количество массы способно освободить чудовищное количество энергии.

Ученик: Шестого и девятого августа 1945 года, спустя 3 месяца после окончания войны с Германией, две атомные бомбы были сброшены на Хиросиму и Нагасаки, погибло 260 тысяч человек, еще 163 тысячи были ранены и получили высокую степень облучения. Эйнштейн услышал страшное известие по радио. Он и многие ученые испытали стресс. Общее чувство, пожалуй лучше всех выразил Роберт Оппенгеймер: «Теперь физики знают, что такое грех, и от этого знания им уже никогда не избавиться» После хиросимской трагедии формула E=mc² стала для Альберта Эйнштейна проклятием..1 июля 1946 года его портрет появился на обложке журнала «Time» с резким заголовком: «Разрушитель мира – Эйнштейн». Катастрофа в Хиросиме и Нагасаки заставила Эйнштейна искать путь к обеспечению мира. Он понял, что посредством науки совершенствуются методы уничтожения. В одном из посланий, обращенном к интеллигенции разных стран, великий ученый говорит: «Нашей главной и благородной задачей должно стать именно предотвращение использования созданного нами же ужасного оружия».

Рисунок 5

Рисунок 6