De relatie tussen materie en energie wordt, volgens de relativiteitstheorie, gegeven door de snelheid van het licht. Albert Einstein was de pionier bij het voorstellen van deze hypothese in 1905. Einsteins relativistische theorie brengt materie en energie in verband met de volgende vergelijking: E = M x C 2 ; waarbij E: energie, M: massa en C: lichtsnelheid, de laatste heeft een geschatte waarde van 300.000.000 m / s.
Volgens de formule van Einstein kan de equivalente energie (E) worden berekend door de massa (m) van een lichaam te vermenigvuldigen met de lichtsnelheid in het kwadraat. Op zijn beurt is de lichtsnelheid in het kwadraat gelijk aan 9 x 10 16 m / s, wat impliceert dat de relatie tussen massa en energie evenredig is met een extreem hoge vermenigvuldigingsfactor.
De variatie in de massa van een lichaam is recht evenredig met de energie die afkomstig is van het conversieproces, en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de lichtsnelheid.
Omdat de lichtsnelheid wordt gegeven door een aantal cijfers, stelt de formule van Einstein dat hoewel het een object is met een kleine massa in rust, het een aanzienlijke hoeveelheid energie onder zijn riem heeft.
Deze transformatie vindt plaats in een zeer onevenwichtige verhouding: voor 1 kg materie die in een andere toestand wordt getransformeerd, wordt 9 x 10 16 joule energie verkregen. Dit is het principe van de werking van kerncentrales en atoombommen.
Dit type transformatie maakt het mogelijk dat een systeem een energieconversieproces uitvoert waarbij een deel van de intrinsieke energie van het lichaam verandert in de vorm van thermische energie of stralend licht. Dit proces brengt op zijn beurt ook massaverlies met zich mee.
Zo wordt bij kernsplijting, waarbij de kern van een zwaar element (zoals uranium) wordt verdeeld in twee fragmenten van minder totale massa, het verschil in massa in de vorm van energie naar buiten losgelaten.
De verandering van de massa is belangrijk op atomair niveau, dit toont aan dat materie geen onveranderlijke kwaliteit van het lichaam is, en dat materie daarom "kan verdwijnen" wanneer het naar buiten wordt vrijgegeven in de vorm van energie.
Volgens deze fysische principes neemt de massa toe als functie van de snelheid waarmee een deeltje beweegt. Vandaar het concept van relativistische massa.
Als een element in beweging is, ontstaat er een verschil tussen de initiële energiewaarde (energie in rust) en de energiewaarde die het bezit terwijl het lichaam in beweging is.
Evenzo wordt, gegeven Einsteins relativistische theorie, ook een variatie gegenereerd in de massa van het lichaam: de massa van het lichaam in beweging is groter dan de massa van het lichaam in rust.
De massa van het lichaam in rust wordt ook wel intrinsieke of invariante massa genoemd, omdat deze zijn waarde niet verandert, zelfs niet onder extreme omstandigheden.
Materie is de materiële substantie die de totaliteit van het waarneembare universum vormt, en samen met energie vormen beide elementen de basis van alle fysische verschijnselen.
De relatie tussen materie en energie, uitgedrukt in Einsteins relativiteitstheorie, legt de basis van de moderne fysica aan het begin van de 20e eeuw.
Referenties
- De la Villa, D. (2011). Materie en energierelatie. Lima, Peru. Hersteld van: micienciaquimica.blogspot.com.
- Encyclopædia Britannica, Inc. (2017). Er toe doen. Londen, Engeland. Hersteld van: britannica.com.
- Einsten's vergelijking (2007). Madrid, Spanje. Hersteld van: Sabercurioso.es.
- Strassler, M. (2012). Massa en energie. New Jersey, Verenigde Staten. Hersteld van: profmattstrassler.com.
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Equivalentie tussen massa en energie. Hersteld van: es.wikipedia.org.