E=mc2 là công thức gì? Nguồn gốc & ứng dụng trong cuộc sống

E=mc2 là một trong những công thức nổi tiếng của thiên tài Einstein. Để tìm hiểu rõ hơn E=mc2 là gì? Công thức và cách tính của nó ra sao?

Sau đây, lực lượng  Samland Riverside chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn biết E=mc2 là gì & công thức và cách sử dụng của nó ra sao một cách chi tiết, dễ hiểu thông qua bài viết sau.

Mục lục bài viết [Ẩn]

I. E=mc2 là gì?

E=mc2 là công thức vật lý thể hiện mối tương quan giữa năng lượng và vật chất. Trong đó, khối lượng và năng lượng tỉ lệ thuận với nhau theo hằng số c, theo đó năng lượng có thể chuyển thành khối lượng và trái lại.

Phương trình E = mc² cho thấy năng lượng luôn nhân tiện hiện bằng khối lượng, dù năng lượng đó ở dưới dạng nào đi chăng nữa.

Trong đó:

• E: Năng lượng.
• M: Khối lượng.
• c: véc tơ vận tốc tức thời ánh sáng trong chân không

Công thức đơn thuần E = mc² đã thay đổi cách mà người ta nhìn nhận về năng lượng và từ đó dẫn tới hàng loạt những bước tiến quan trọng tạo ra những công nghệ hiện đại ngày nay.

không những thế, theo công thức thì bất kì 1 vật chất nào tồn tại trong vũ trụ đều có 1 năng lượng được gọi là năng lượng nghỉ (E) tính bằng công thức “E=mc2”. Có ý tức là tất cả những gì xung quanh chúng ta đều là tương đối.

Ví dụ: Theo những nhà khoa học chứng minh, khi con người chết đi thì khối lượng họ mất đi khoảng 31g. Khối lượng này đã chuyển thành năng lượng E=mc2 và năng lượng đó là vong linh. Vì một lý do nào đó, những photon này vận động cục bộ nên những vong linh không đi xa mà vẫn còn quanh quẩn, không bay đi xa như ánh sáng, những năng lượng này tác động tới chúng ta qua giác quan làm chúng ta thấy “ma”.

II. Nguồn gốc của công thức E=mc2

Theo bài báo gốc được đăng vào năm 1095, công thức được cha đẻ Einstein viết dưới dạng là m=E/c2 chứ không phải đúng công thưc bây giờ E = mc2 (đọc là e bằng m nhân c bình phương). 

Kể từ đây, E=mc2 đã trở thành công thức Vật Lý nổi tiếng nhất tạo nên tiền đề cho sự đột phá trong Khoa học công nghệ sau này. 

Và người tạo ra sức thức này chính là nhà thiên tài Einstein. Vào những năm đầu của TK XX, ông đã khởi đầu nghiên cứu về quan hệ giữa ánh sáng không gian và thời gian.

Trong quá trình nghiên cứu của mình, ông đã khám phá ra thuyết tương đối hẹp rồi tới thuyết tương đối rộng cũng được ra đời để mô tả mô tả về vũ trụ bản nguyên.

không những thế, dưới góc độ toán học ông cũng nghiên cứu được tính đàn hồi của thời gian và không gian. phối hợp cả hai nghiên cứu của mình, ông đã cho ra đời công thức m=E/c2 sau mới chuyển lại thành E=mc2.

III. Cách để hiểu công thức E=mc2

Bước 1: trước tiên, xác định những biến trong công thức

Trước tiên, bạn phải nắm được mỗi biến trong công thức đại diện cho cái gì. Trong công thức này, E là năng lượng của vật ở trạng thái tĩnh, m là khối lượng của vật và c là véc tơ vận tốc tức thời ánh sáng trong môi trường chân không.

Trong đó, véc tơ vận tốc tức thời ánh sáng c là 1 hằng số không đổi có trị giá xấp xỉ (3,00×10) mũ 8 m/s. Trong thuyết tương đối của Einstein, c² đóng vai trò là nhân tố biến đổi đơn vị thay vì là 1 hằng số.

Vì năng lượng được đo theo đơn vị Joule (J) hoặc kg m² s-², việc sử dụng c² là KQ của phép tìm hiểu thứ nguyên nhằm đảm bảo mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng là 1 thứ nguyên.

Bước 2: Tiếp theo, hiểu năng lượng là gì

Năng lượng có thể tồn tại ở nhiều dạng (năng lượng nhiệt, điện, hóa học, hạt nhân,…) và có thể được trao đổi giữa 2 hệ (cho năng lượng và nhận năng lượng). Năng lượng không thể tự sinh ra hoặc mất đi mà chỉ có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác.

Ví dụ, than có rất nhiều năng lượng để chuyển thành nhiệt khi bị đốt cháy.

Bước 3: Sau đó là xác định khối lượng

Khối lượng của một vật được xác định là lượng vật chất chứa trong vật đó. Ngoài ra, một số khái niệm khác về khối lượng như:

• Khối lượng không đổi: Khối lượng trong công thức E = mc² là không đổi
• Khối lượng tương đối: Khối lượng phụ thuộc vào véc tơ vận tốc tức thời của vật

không những thế, khối lượng và trọng lượng là 2 khác niệm khác nhau:

• Trọng lượng chính là trọng lực của vật, thay đổi phụ thuộc vào trọng lực của môi trường và được đo bằng newton (N).
• Khối lượng là lượng vật chất cấu tạo nên vật, chỉ thay đổi khi vật bị biến đổi về mặt vật lý và được đo bằng kilogam (kg)

Cũng giống như năng lượng, khối lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. Ví dụ, 1 cục nước đá có thể tan chảy thành dạng lỏng nhưng khối lượng của nó không đổi.

Bước 4: Cuối cùng nắm được khối lượng và năng lượng là 2 đại lượng tương đương

E=mc2 nêu lên sự tương đồng giữa khối lượng và năng lượng, đồng thời chỉ ra trong 1 khối lượng chất nhất định có bao nhiêu năng lượng. Và cho thấy rằng 1 vật có khối lượng nhỏ cũng chứa trong nó 1 lượng năng lượng vô cùng lớn.

IV. Ứng dụng vào thực của công thức E=mc2

1. giảng giải nguồn gốc của những năng lượng sử dụng được

Hầu hết những năng lượng mà con người sử dụng ngày nay được sinh ra trong quá trình đốt cháy than đá và khí ga tự nhiên. Khi bị đốt cháy những nhiên liệu này, những electron hóa trị sẽ bị đứt gãy và phóng thích ra năng lượng. Nhờ vào đó mà con người có thể tận dụng nguồn năng lượng này cho đời sống.

Tuy nhiên cách lấy năng lượng này không mang lại hiệu quả cao còn gây ra tác động khó lường về môi trường. 

2. Gia tăng hiệu quả của quá trình chuyển hóa năng lượng

Công thức E=mc² chỉ ra rằng hạt nhân của nguyên tử chứa nhiều năng lượng hơn so với những electron hóa trị của nguyên tử đó. Khi phá vỡ 1 nguyên tử lớn hơn rất nhiều so với năng lượng phóng thích trong quá trình làm đứt gãy liên kết electron thì năng lượng sẽ được phóng thích

Nguyên lý này cũng được vận dụng để tạo ra hạt nhân. Sự phân hạch (làm những nguyên tử tách nhau ra) sẽ được những lò hạt nhân tạo ra và con người sẽ thu lại năng lượng phóng thích từ sự phân hạch đó.

3. Nhờ E=mc² mà những phát minh công nghệ trở thành sự thực 

Công thức E=mc² đã giúp tạo ra rất nhiều công nghệ mới thú vị, cần thiết trong cuộc sống như:

• Chụp cắt lớp positron (PET) sử dụng phóng xạ, để thấy được hình ảnh bên trong thân thể.
• Phát triển được công nghệ truyền thông từ vệ tinh, xe thám hiểm tự động.
• Xác định tuổi cổ vật bằng đồng vị phóng xạ Carbon 14 dựa vào quá trình phân rã phóng xạ theo công thức E=mc².
• Tạo ra được nguồn năng lượng sạch (năng lượng hạt nhân), sử dụng hiệu quả hơn so với những nguồn năng lượng truyền thống mà con người vẫn đang sử dụng. 
• giảng giải hiện tượng tâm linh: những nhà khoa học đã chứng minh, khi con người ta chết đi thì KL họ mất đi khoảng 31g. Khối lượng này đã chuyển thành năng lượng E=mc2 và được gọi là vong linh. Vì một lý do nào đó, những photon này vận động cục bộ nên những vong linh không đi xa như ánh sáng mà vẫn còn quanh quẩn, những năng lượng này tác động tới chúng ta qua giác quan làm chúng ta thấy “ma”.

VI. E=mc2 thả thính trong vật lý

Stt thả thính môn Toán học

Stt thả thính môn Tiếng Anh

Stt thả thính môn Hóa học

Stt thả thính bằng môn sinh vật học

Trên đây là những lý giải cho nghi vấn E=mc2 là gì & công thức và ứng dụng của nó ra sao mà lực lượng Samland Riverside chúng tôi đã tổng hợp được. Mong rằng thông qua bài viết này những bạn hoàn toàn có thể biết được E=mc2 là gì & công thức và ứng dụng của nó. nếu như có gì thắc mắc bạn cũng có thể bình luận bên dưới, chúng tôi sẽ trả lời cho bạn. Chúc những bạn thành công.

những địa điểm bắn pháo hoa Tết Nguyên đán Quý Mão 2023 trên cả nước