די באַציִונג צווישן ענערגיע און מאַסע
אויספארשן די וועלט פון פיזיק פירט אונדז אָפט צו ערשטוינענדיקע און רעוואלוציאנערע באַגריפן. איינער פון די מערסט פונדאַמענטאַלע און באַדייטנדיקע באַגריפן אין דער וועלט איז די באַציִונג צווישן ענערגיע און מאַסע. די באַציִונג ליגט ניט נאָר אונטער פילע נאַטירלעכע דערשיינונגען , נאָר האָט אויך געעפֿנט דעם וועג פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון אַוואַנסירטער טעכנאָלאָגיע און אַ טיפֿערן פֿאַרשטאַנד פֿון דער סטרוקטור פֿון קאָסמאָס.
ספּעציעלע טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט
די מערסט בארימטע באַציִונג צווישן ענערגיע און מאַסע איז אַנטדעקט געוואָרן דורך אַלבערט איינשטיין אין זײַן ספּעציעלע טעאָריע פֿון רעלאַטיוויטעט. אַ שליסל־עלעמענט פֿון דער טעאָריע איז די ברייט באַקאַנטע גלייכונג, E=mc². אין דער גלייכונג, רעפּרעזענטירט E ענערגיע, m רעפּרעזענטירט מאַסע, און c איז די גיכקייט פֿון ליכט אין אַ וואַקוום, וואָס איז אַרום 299.792.458 מעטער פּער סעקונדע.
איינשטיין האט פארגעשלאגן אז די מאסע פון אן אביעקט איז א מאס פון זיין ענערגיע אינהאלט. דאס מיינט אז די מאסע פון אן אביעקט קען ווערן פארוואנדלט אין ענערגיע, און פארקערט. די צוגאנג האט אפגעשפיגלט די וויסנשאפטלעכע געמיינדע'ס אוממעגלעכקייט פאר איינשטיין צו פארשטיין ווי דער אוניווערס ארבעט אויף א פונדאמענטאלן שטאפל.
פֿאַרשטיין דעם פּרינציפּ פֿון E=mc²
די גלייכונג E=mc² מיינט אז אפילו א קליינע מאסע קען ווערן פארוואנדלט אין א גרויסע מאסע ענערגיע. אין טעגליכן לעבן זעט מען דעם עפעקט זעלטן ווייל די שנעלקייט פון ליכט איז א גאר גרויסע צאל און פארלאנגט עקסטרעמע באדינגונגען צו פארוואנדלען מאסע אין ענערגיע. אבער, די גלייכונג האט באדייטנדע אימפליקאציעס, ספעציעל אין דעם פעלד פון קערן פיזיק.
למשל, אין נוקלעארע רעאקציעס, ווי למשל פיוזשן און צעשפאלטונג, ווערט א גאר קליינע מאסע פארוואנדלט אין א גרויסע מאסע ענערגיע. אין דער אויפרייס פון אן אטאם-באמבע אדער א נוקלעארן רעאקטאר, ווייזט די ענערגיע פון נוקלעארער דיפוזיע אדער צעשפאלטונג ווי אזוי א קליינע מאסע קען פראדוצירן א גאר גרויסע מאסע ענערגיע, לויט די פאראויסזאגונגען געמאכט דורך איינשטיין'ס גלייכונגען.
מאַסע און ענערגיע קאָנווערסיע אין נוקלעאַרע פוסיאָן
קערן-פיוזשאַן, די פארבינדונג פון געוויסע אטאם-קערנס צו שאפן שווערערע קערנס, איז א קלאר ביישפיל פון דער מאסע-ענערגיע באציאונג. למשל, אין דער זון'ס קערן, פארשמעלצט זיך וואסערשטאף צו שאפן העליום, פראדוצירנדיג ריזיגע מאסן ענערגיע וואס שטראלט אין ספעיס און מאכט די זון די ענערגיע-קוואל פאר לעבן אויף דער ערד.
אין דעם פּראָצעס, איז די גאַנצע מאַסע פון די פּאַרטיקלען איידער די פֿוזיע גרעסער ווי די מאַסע פון די פּראָדוקטן נאָך דער פֿוזיע. דער אונטערשייד אין מאַסע (פֿאַרלוירענע מאַסע) ווערט קאָנווערטירט צו ענערגיע לויט E=mc². ענלעכע פּראָצעסן פּאַסירן אין אַנדערע מאַסיווע שטערן אין דער אוניווערס, און קערן-פֿוזיע שפּילט אַ קריטישע ראָלע אין שטערן-עוואָלוציע און דער סינטעז פֿון שווערע עלעמענטן.
נוקלעארע שפּאַלטונג און אירע אַפּליקאַציעס
שפּאַלטונג איז די פארקערטע פון פיוזשאַן: די שפּאַלטונג פון שווערע אַטאָם קערנס אין קלענערע, לייטערע קערנס. די נוצן פון קערן שפּאַלטונג ווי אַן ענערגיע מקור האָט זיך אָנגעהויבן אין מיטן 20סטן יאָרהונדערט מיט דער אַנטוויקלונג פון קערן רעאַקטאָר טעכנאָלאָגיע. דאָס האָט געלייגט דעם יסוד פֿאַר קערן ענערגיע ווי אַ סאַסטיינאַבאַל ענערגיע אַלטערנאַטיוו.
אין אַ שפּאַלטונג רעאַקציע, ווי למשל די פון אוראַניום-235 אָדער פּלוטאָניום-239, שפּאַלט זיך אַ שווערער קערן אין צוויי אָדער מער לייטערע קערנס, און לאָזט אַרויס נעיטראָנען און אַ קליינע מאָס ענערגיע. אין דעם פּראָצעס ווערט אַ טייל מאַסע פאַרלוירן און פאַרוואַנדלט אין ענערגיע.
אַפּליקאַציעס און קאָנסעקווענצן פון טעכנאָלאָגיע
די נוצן פון ענערגיע וואָס שטאַמט פון דער באַציִונג צווישן מאַסע און ענערגיע האט פילע פּראַקטישע אַפּליקאַציעס. למשל, נוקלעאַרע ענערגיע איז געוואָרן אַ הויפּט מקור פון עלעקטריע אין פילע לענדער, וואָס רעדוצירט די אָפּהענגיקייט פון פאַסילע ברענשטאָפֿן און העלפֿט אַדרעסירן קלימאַט ענדערונג פּראָבלעמען.
אויף דער אנדערער האַנט, אַ טיפער פארשטאנד פון דעם שייכות גיט אויך אַ יסוד פאר וויסנשאפט אין די פעלדער פון עלעמענטאַרע פּאַרטיקלען און קאָסמאָלאָגיע. פאָרשונג אויף סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען, ווי פּראָטאָנען און נעיטראָנען, גיט איינבליקן אין דער פונדאַמענטאַלער סטרוקטור פון מאַטעריע. עקספּערימענטן ביי פּאַרטיקל אַקסעלעראַטאָרן, ווי דער גרויסער האַדראָן קאָלידער (LHC), פאָרזעצן צו פּרובירן די גרענעצן פון אונדזער פארשטאנד פון מאַסע און ענערגיע.
אבער, עס איז אויך דא א טונקעלע זייט צו דעם אנווענדונג. למשל, די נוצ פון נוקלעארע ענערגיע פאר מיליטערישע צוועקן אין דער פארעם פון אטאם באמבעס האט געהאט פארניכטנדיקע עפעקטן אויף מענטשן און די סביבה, ווי געזען אין די הירושימא און נאגאסאקי באמבארדירונגען פון דער צווייטער וועלט מלחמה. דעריבער, וויסן וועגן דער קאנווערטאציע פון מאסע צו ענערגיע פארלאנגט א שטרענגע קאנטראל און רעגולאציע.
טונקעלע ענערגיע און טונקעלע מאַטעריע
די לעצטע פאר יארצענדלינגען האבן געזען אנטוויקלונגען אין אסטראפיזיק און קאסמאלאגיע וואס ווייזן אז א גרויס טייל פון די אוניווערס באשטייט פון נישט-באאבאכטע ענערגיע, אדער טונקעלע ענערגיע, און אן אומזעבארע מאסע, אדער טונקעלע מאטעריע. טונקעלע ענערגיע ווערט געהאלטן פאר די אורזאך פון די אוניווערס'ס פארשנעלערטע אויסברייטונג, בשעת טונקעלע מאטעריע דערקלערט די באאבאכטעטע גראוויטאציאנעלע כוחות וואס געווענליכע מאטעריע קען נישט דערקלערן.
די ענטדעקונג פון טונקעלע ענערגיע און מאַטעריע שטעלט אַרויס אונדזער קאַנווענשאַנעל פארשטאנד פון דעם קאָסמאָס און שטופּט די גרענעצן פון פיזיק אויף אַ פונדאַמענטאַלן שטאַפּל. ווייטערדיקע שטודיעס זענען נויטיק צו דערקלערן די נאַטור פון דער אומזעבארער ענערגיע און מאַסע, ווי אויך זייערע אימפּליקאַציעס פֿאַר די געזעצן פון פיזיק וואָס מיר נוצן אָן.
קעסימפּולאַן
די באַציִונג צווישן ענערגיע און מאַסע, באַשריבן דורך דער גלייכונג E=mc², עפֿנט אונדזערע מוחות צו אַ טיפֿער און רעוואָלוציאָנערער וועלט פֿון פֿיזיק. די גלייכונג איז נישט נאָר אַ טעאָרעטישע יסוד פֿאַר פֿיזיק, נאָר האָט אויך ברייטע פּראַקטישע אַפּליקאַציעס, סיי אין דער פֿאָרעם פֿון נוקלעאַרער ענערגיע פֿאַר עלעקטריע און סיי אין פֿאַרשטיין די סטרוקטור פֿון דער אוניווערס.
די ווירקונגען און אנווענדונגען פון דער באַציִונג צווישן מאַסע און ענערגיע האָבן ניט נאָר געביטן דעם וועג ווי מיר זען די וועלט, נאָר אויך באַאיינפלוסט אונדזער טעגלעך לעבן און די צוקונפֿט פון מענטשלעכער ציוויליזאַציע. מיט ווייטערדיקע אַנטוויקלונגען אין פאָרשונג און טעכנאָלאָגיע, וועלן מיר מסתּמא אַנטדעקן נאָך מער פּאָטענציעל און קאָנצעפּטואַל רייַכקייט וואָס שטאַמט פון דעם טיפן פֿאַרבינדונג צווישן ענערגיע און מאַסע.
