Echivalenţă masă–energie
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
 |
Acest articol sau această secţiune are bibliografia incompletă sau inexistentă. Puteţi ajuta găsind susţinere bibliografică pentru conţinutul paginii. |
Echivalenţa masă-energie este o consecinţă a teoriei relativităţii, constând în faptul că între masa totală a unui sistem fizic şi energia sa totală există o relaţie de proporţionalitate, exprimată prin relaţia
- E=mc²
unde E este energia sistemului, m este masa sa, iar c este viteza luminii în vid.
[modifică] Derivarea
O primă consecinţă a teoriei relativităţii restrânse este faptul că dacă asupra unui sistem se efectuează un lucru mecanic L, masa sistemului creşte cu o cantitate 
. Mai departe, se deduce că variaţia de masă se produce la orice transfer de energie între sistem şi exterior şi, ca urmare, orice variaţie ΔE a energiei sistemului este însoţită de o variaţie Δm a masei sistemului, satisfăcând relaţia ΔE=Δm·c². De aici, pentru o alegere potrivită a stării de referinţă, pentru care punem E=0, obţinem relaţia cunoscută E=mc².
[modifică] Efecte
Variaţia de masă preconizată de relaţiile de mai sus este, în majoritatea transformărilor, mult prea mică, raportată la masa totală a sistemului, pentru a putea fi detectată.
În reacţiile nucleare, însoţite de evacuarea căldurii şi radiaţiei produse de reacţie, variaţia energiei sistemului este suficient de mare, raportată la masa sistemului implicat, pentru ca variaţia masei să fie măsurabilă practic. Variaţia de masă provine din evacuarea prin căldură şi radiaţie a energiei de legătură dintre componentele nucleului atomic. Variaţia de masă se manifestă prin aceea că suma maselor atomice ale atomilor rezultaţi din reacţie (plus, dacă este cazul, masele de repaus ale particulelor rezultate) este mai mică (în cazul unei reacţii exoterme) decât suma maselor atomice ale atomilor intraţi în reacţie. Urmarea este că masa unui atom este puţin mai mică decât suma maselor protonilor, neutronilor şi electronilor componenţi.
[modifică] „Transformarea masei în energie”
Este adesea afirmat în mod eronat că relaţia E=mc² exprimă transformarea (conversia) masei în energie în diverse reacţii nucleare. În realitate, energia este prezentă în cantitate egală înainte şi după transformare, doar sub forme diferite (energia legăturilor dintre componentele nucleului, în starea iniţială, faţă de energie termică - energie cinetică a moleculelor - şi energia radiaţiei produse, în faza finală). De asemenea, masa se păstrează, doar forma ei de manifestare (substanţă faţă de câmp) se modifică.
