Nhiều người không nhận ra có bao nhiêu năng lượng bị khóa trong vật chất. Tuy nhiên, có một cái gì đó thậm chí còn nội tại hơn đối với khía cạnh này của vật chất đã trốn thoát các nhà khoa học trong nhiều năm.
Đó là cho đến khi rực rỡ của Albert Einstein, chúng ta có thể nắm bắt hoàn toàn mối tương quan này giữa khối lượng và năng lượng. Nhập E = mc2. Công thức đại số có vẻ đơn giản này đại diện cho mối tương quan của năng lượng với vật chất (tương đương năng lượng của bất kỳ khối lượng nhất định nào). Nhiều người đã nghe về nó, nhưng không nhiều người hiểu ý nghĩa của nó. Nhiều người không biết có bao nhiêu năng lượng được chứa trong vật chất. Vì vậy, trong vài phút tới, tôi sẽ cố gắng truyền đạt cho bạn mức độ tương đương năng lượng tiềm năng cá nhân của riêng bạn.
Đầu tiên, chúng ta phải phá vỡ phương trình này. Mỗi chữ cái có nghĩa là gì? Giá trị của họ là gì? Hãy để phá vỡ nó từ trái sang phải:
E đại diện cho năng lượng, mà chúng ta đo lường trong Joules. Joules là phép đo SI cho năng lượng và được đo bằng kilôgam x mét bình phương mỗi giây bình phương [kg x m2/S2]. Tất cả điều này có nghĩa cơ bản là một Joule năng lượng bằng với lực được sử dụng để di chuyển một vật cụ thể 1 mét theo cùng hướng với lực.
m đại diện cho khối lượng của đối tượng được chỉ định. Đối với phương trình này, chúng tôi đo khối lượng tính bằng Kilôgam (hoặc 1000 gram).
c đại diện cho tốc độ ánh sáng. Trong chân không, ánh sáng di chuyển tại 186.282 dặm mỗi giây. Tuy nhiên, trong khoa học, chúng tôi sử dụng các SI (si), do đó chúng tôi sử dụng số đo mét và kilômét như trái ngược với bộ và dặm. Vì vậy, bất cứ khi nào chúng tôi thực hiện các tính toán cho ánh sáng, chúng tôi sử dụng 3.00 × 108m / s, hay đúng hơn là 300.000.000 mét mỗi giây.
Vì vậy, về cơ bản những gì phương trình đang nói là với một khối lượng cụ thể (tính bằng kilogam), nếu bạn nhân nó với tốc độ bình phương ánh sáng (3,00 × 108)2, bạn có được sự tương đương năng lượng của nó (Joules). Vì vậy, điều này có nghĩa là gì? Làm thế nào tôi có thể liên quan đến điều này, và bao nhiêu năng lượng trong vật chất? Vâng, đây là phần thú vị. Chúng tôi sắp tiến hành một thí nghiệm.
Đây là một trong những thứ mà chúng ta cần thiết bị ưa thích, cũng không phải là một thiết bị mà chúng ta cần một phòng thí nghiệm lớn. Tất cả chúng ta cần là toán đơn giản và trí tưởng tượng của chúng tôi. Bây giờ trước khi tôi tiếp tục, tôi muốn chỉ ra rằng tôi đang sử dụng phương trình này ở dạng cơ bản nhất. Có nhiều dẫn xuất phức tạp hơn của phương trình này được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Một điều đáng nói nữa là khi hai nguyên tử hợp nhất (như hydro hợp nhất với Helium trong lõi của ngôi sao của chúng ta) chỉ có khoảng 0,7% khối lượng được chuyển thành tổng năng lượng. Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi cần lo lắng về điều này, vì tôi chỉ đơn giản là minh họa lượng năng lượng đáng kinh ngạc cấu thành khối lượng tương đương của bạn, không minh họa sự hợp nhất của tất cả khối lượng của bạn biến thành năng lượng.
Hãy bắt đầu bằng cách thu thập dữ liệu để chúng ta có thể nhập dữ liệu vào phương trình của mình. Tôi nặng khoảng 190 pounds. Một lần nữa, khi chúng ta sử dụng các đơn vị SI trong khoa học, chúng ta cần chuyển đổi số này từ pound sang gram. Đây là cách chúng tôi làm điều này:
1 Josh = 190lbs
1 lbs = 453,6g
Vậy 190lbs × 453,6g / 1 lbs = 86,184g
Vậy 1 Josh = 86.184g
Vì số đo của chúng tôi cho E là bằng Joules và đơn vị đo của Joule là kilôgam x mét bình phương mỗi giây bình phương, tôi cần chuyển đổi khối lượng tính bằng gam thành khối lượng tính bằng kilogam. Chúng tôi làm theo cách này:
86.184g × 1kg / 1000g = 86,18kg.
Vậy 1 Josh = 86,18kg.
Bây giờ tôi đã nhập đúng đơn vị đo khối lượng, chúng ta có thể cắm các giá trị vào phương trình và xem những gì chúng ta nhận được:
E = mc2
E = (86,18kg) (3,00 × 108bệnh đa xơ cứng)2
E = 7,76 × 1018 J
Trông giống như thế này: 7,760.000.000.000.000.000 hoặc khoảng 7,8 triệu Joules năng lượng.
Đây là một lượng năng lượng cực kỳ lớn. Tuy nhiên, nó vẫn có vẻ rất mơ hồ. Con số đó có ý nghĩa gì? Bao nhiêu năng lượng thực sự là? Chà, hãy để Lôi tiếp tục thí nghiệm này và tìm ra thứ gì đó mà chúng ta có thể đo lường được, để giúp đưa lượng năng lượng này vào viễn cảnh cho chúng ta.
Đầu tiên, hãy để chuyển đổi năng lượng của chúng tôi thành một phép đo tương đương. Một cái gì đó chúng ta có thể liên quan đến. TNT phát ra âm thanh như thế nào? Đầu tiên, chúng ta phải xác định một đơn vị đo lường chung cho TNT. Các kiloton. Bây giờ chúng tôi tìm ra có bao nhiêu kiloton TNT trong 1 Joule. Sau khi tìm kiếm một chút, tôi tìm thấy một tỷ lệ chuyển đổi sẽ cho phép chúng tôi làm điều này:
1 Joule = 2,39 × 10-13 kilôgam thuốc nổ. Có nghĩa là 1 Joule năng lượng tương đương với 0,000000000000239 kiloton TNT. Đó là một con số rất nhỏ. Một cách tốt hơn để hiểu mối quan hệ này là lật tỷ lệ đó để xem có bao nhiêu Joules năng lượng trong 1 kiloton TNT. 1 kiloton TNT = 4,18 × 1012 Joules hay đúng hơn là 4.184.000.000.000 Joules.
Bây giờ chúng ta đã có tỷ lệ chuyển đổi của mình, hãy để Toán làm toán.
1 Josh (E) = 7,76 x 1018 J
7,76 x 1018 J x 1 kT TNT / 4,18 x 1012 J = 1.856.459 kilôgam TNT.
Do đó, kết luận thí nghiệm tâm trí nhỏ bé của chúng tôi, chúng tôi thấy rằng chỉ một người gần tương đương với 1,86 TRIỆU kilôgam năng lượng TNT. Bây giờ, hãy đặt điều đó vào viễn cảnh, chỉ để chiếu sáng lượng sức mạnh khổng lồ mà sự tương đương này thực sự là.
Quả bom đã phá hủy Nagasaki ở Nhật Bản trong Thế chiến II đang tàn phá. Nó san bằng một thành phố trong vài giây và kết thúc Chiến tranh ở Thái Bình Dương. Quả bom đó xấp xỉ 21 kiloton chất nổ. Điều đó có nghĩa là tôi, 1 con người, có năng lượng bùng nổ gấp 88,403 lần trong tôi so với một quả bom đã phá hủy toàn bộ thành phố và điều đó phù hợp với mỗi con người.
Vì vậy, khi bạn nghe ai đó nói với bạn rằng bạn đã có tiềm năng thực sự, chỉ cần trả lời rằng họ không có ý tưởng nào.
