هوپا، انجمن علم ایران

سوال 1: منظور معادله E=mc2 چیه؟!
سوال دو: آیا برطبق این فرمول، ماده میتونه به انرژی و انرژی میتونه به ماده تبدیل بشه؟!
سوال 3: آیا این جمله درسته؟ "هر ماده ای که با سرعت نور حرکت کنه تبدیل به انرژی میشه"
سوال 4: آیا این جمله درسته؟ "اگر دو فوتون با سرعت نور به هم برخورد کنن تبدیل به ماده میشن"

1. جرم و انرژی هم ارزند؛ دو حالت مختلف از یک چیزند. مثلا بخار و یخ، هر دو دو حالت مختلف از آب یا همون $H_2O$ هستند.
2.بله، در بمب اتم ماده میشه انرژی
3. خیر؛ اصلا و ابدا. هرکی گفت سریع یکی بخوابونید تو گوشش که این اراجیف رو جاهای دیگه نگه. واقعیت قضیه اینه که ماده به سرعت نور "نمی‌تونه" برسه. هیچ وقت؛ هرگز؛ اصلا، عمرا ...
4. خیر؛ دو فوتون از هم رد میشن. اما یک فوتون تحت شرایط خاصی میتونه به یک الکترون و پوزیترون تبدیل بشه. به این اتفاق میگن تولید زوج.

paradoxy نوشته شده:1. جرم و انرژی هم ارزند؛ دو حالت مختلف از یک چیزند. مثلا بخار و یخ، هر دو دو حالت مختلف از آب یا همون $H_2O$ هستند.
2.بله، در بمب اتم ماده میشه انرژی
3. خیر؛ اصلا و ابدا. هرکی گفت سریع یکی بخوابونید تو گوشش که این اراجیف رو جاهای دیگه نگه. واقعیت قضیه اینه که ماده به سرعت نور "نمی‌تونه" برسه. هیچ وقت؛ هرگز؛ اصلا، عمرا ...
4. خیر؛ دو فوتون از هم رد میشن. اما یک فوتون تحت شرایط خاصی میتونه به یک الکترون و پوزیترون تبدیل بشه. به این اتفاق میگن تولید زوج.

چرا ماده به سرعت نور نمیتونه برسه؟؟؟؟
.f=mv/t+v
خوب ما میتونیم نیروی بالایی ایجاد کنیم که بتونه سرعت رو به حد نور برسونه(در خلا و با جرمی بسیار پایین)

gij نوشته شده:

paradoxy نوشته شده:1. جرم و انرژی هم ارزند؛ دو حالت مختلف از یک چیزند. مثلا بخار و یخ، هر دو دو حالت مختلف از آب یا همون $H_2O$ هستند.
2.بله، در بمب اتم ماده میشه انرژی
3. خیر؛ اصلا و ابدا. هرکی گفت سریع یکی بخوابونید تو گوشش که این اراجیف رو جاهای دیگه نگه. واقعیت قضیه اینه که ماده به سرعت نور "نمی‌تونه" برسه. هیچ وقت؛ هرگز؛ اصلا، عمرا ...
4. خیر؛ دو فوتون از هم رد میشن. اما یک فوتون تحت شرایط خاصی میتونه به یک الکترون و پوزیترون تبدیل بشه. به این اتفاق میگن تولید زوج.

چرا ماده به سرعت نور نمیتونه برسه؟؟؟؟
.f=mv/t+v
خوب ما میتونیم نیروی بالایی ایجاد کنیم که بتونه سرعت رو به حد نور برسونه(در خلا و با جرمی بسیار پایین)

هرچه سرعت جسم به سرعت نور نزدیک تر بشه، بیشتر و بیشتر تحت تاثیر عاملی به نام فاکتور لورنتز قرار میگیره. در واقع معادله هم ارزی جرم و انرژی یه فاکتور دیگه هم داره که معمولا برای سرعت های پایین یک درنظر میگیرن که اون فاکتور لورنتز هست. $$E=\gamma MC^2$$

حالا به این تصویر توجه کنید:



محور افقی سرعت جسم و محور عمودی فاکتور لورنتز هست. c هم سرعت نور. هر قدر سرعت جسم به سرعت نور نزدیک بشه فاکتور لورنتز به آرامی بیشتر میشه تا اینکه در نزدیک ترین سرعت ها به نور (تقریبا 99.99% سرعت نور به بعد) فاکتور لورنتز به بی نهایت میل میکنه. و همینطور میبینید که انرژی لازم برای جسم با فاکتور لورنتز رابطه مستقیم داره. انرژی هم به بی نهایت میل میکنه. و خب ما انرژی بی نهایت نداریم که به جسمی بدیم تا به سرعت نور برسه.

ایا رابطه ای برای پیدا کردن نیروی حاصل از E=mc2 وجود دارد؟
یعنی میشه فهمید چند نیوتون انرژی از انفجار هر گرم بمب اتم به وجود میاد؟

gij نوشته شده:ایا رابطه ای برای پیدا کردن نیروی حاصل از E=mc2 وجود دارد؟
یعنی میشه فهمید چند نیوتون انرژی از انفجار هر گرم بمب اتم به وجود میاد؟

واحد استاندارد انرژی ژول هست و واحد نیرو، نیوتون. ژول هم نیوتون ضرب در متر هست.

انرژی حاصل از واکنش هسته ای (چه شکافت چه همجوشی) معمولا با مگا الکترون‌ولت (MeV) نشون میدن. هر الکترون‌ولت معادل $1.602 * 10^{-19}$ ژول هست.
برای هر هسته اتم اورانیوم 235 (در اصل 236، چون به 235 نوترون شلیک میکنیم و تبدیل به 236 میشه که ناپایداره و میشکافه) که شکافته بشه مقدار مشخصی از جرمش در قالب انرژی آزاد میشه که برای هر هسته معادل حدودا 200 MeV هست.
هر مول هم شامل $6.022 * 10^{23}$ اتم هست. باقی محاسبات در اختیار خودتون.

gij نوشته شده:ایا رابطه ای برای پیدا کردن نیروی حاصل از E=mc2 وجود دارد؟
یعنی میشه فهمید چند نیوتون انرژی از انفجار هر گرم بمب اتم به وجود میاد؟

نه.
میشه یه چیزایی گفت، ولی یه تقریب ضمخت و بی اساس میشه. مگه این که جای بمب اتم به واکنش زنجیره ای کنترل شده ایجاد کنیم و دقیقا بدونیم این انرژی در قالب چه فوتون هایی با چه فرکانسی منتشر میشه و بعد این فوتون ها تا چه اندازه از تکانه خودشون رو به جسمی میدن که باهاش برخورد میکنن. یعنی ما انرژی هر فوتون رو که بدونیم، تکانه هر فوتون رو خواهیم دونست. بعد اگر بدونیم هر فوتون بعد از برخورد با سطح دلخواه ما چقدر تکانه از دست میده و مدت زمان برخورد چقدره، میتونیم بگیم چقدر نیرو وارد کرده. با توجه به تعداد فوتونا میشه گفت یه بمب اتم چقدر نیرو وارد میکنه، ولی میگم تقریب بیخودی میشه.