Masseenergiloven

Masseenergiloven forklarer forholdet mellom energi og masse. Massen til et objekt er et mål på hvor mye energi det inneholder. Albert Einstein utledet denne sammenhengen i 1905 og den er senere blitt kjent som

$E = mc^2 \,\!$

der E er energi, m er masse og c er lysets hastighet i vakuum.

Bevarelse av masse og energi

Masseenergiloven postulerer at masse og energi er to sider av samme sak. Den impliserer ikke at masse kan omvandles til energi, men heller at dersom energi forandrer form og forlater et system tar det med seg den ekvivalente massen ut av systemet. Denne sammenhengen forklarer den store energimengden som kan frigjøres av kjernefysiske prosesser, massen er vesentlig mindre etter reaksjonen, dette betyr at en vesentlig mengde energi har forlatt systemet. Slike kjernefysiske prosesser er det som frigjør de store energimengdene i kjernevåpen og atomreaktorer

Bruk og begrensninger

Formelen $E = mc^2 \,\!$ gjelder kun for legemer der energien er hvileenergien og massen er hvilemassen, det vil si der systemet står i ro i forhold til referansesystemet. For legemer i bevegelse relativt til referansesystemet inngår også bevegelsesmengden p i forholdet, og forholdet gis dermed i stedet ved følgende formel:

$E_r^2 - (pc)^2 = (m_0 c^2)^2\,$

Dette innebærer at blant annet fotoner, som har en hvilemasse m₀ lik null, får en totalenergi gitt ved $E = pc\,$.

Historie

Selv om andre tidligere hadde foreslått en sammenheng mellom masse og energi var Albert Einstein den første som korrekt utledet sammenhengen. Denne ble utledet i artikkelen «Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?». I artikkelen formuleres sammenhengen på følgende måte –dersom et legeme avgir en energimengde L vil massen minske som $L/V^2$, der V er lyshastigheten i vakuum. Formelen ble utledet som en direkte konsekvens av den spesielle relativitetsteorien publisert av Einstein tidligere samme år.

Praktisk eksempel

Ved å bruke denne formelen kan vi finne ut f.eks. hvor mye energi en tomat på 0,1 kilogram tilsvarer

E=mc²

E=0,1×299 792 458²

E=0,1×89 875 517 873 681 764

E=8 987 551 787 368 176,4

Dette betyr at en tomat som veier 0,1 kg tilsvarer nesten 9 billiarder joule (8 987 551 787 368 176,4 J). Til sammenlikning vil en tomat gi fra seg én joule til underlaget dersom man slipper den fra én meters høyde. Med andre ord er en svært liten masse ekvivalent med en stor energimengde.

Referanser

Denne fysikkrelaterte artikkelen er dessverre kort eller mangelfull, og du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den.
Det finnes mer utfyllende artikkel/artikler på  .