Еквівалентність маси та енергії

Енергія відпочинку

Для 1 kg E₀≈8,99×10¹⁶ J. Це не означає, що звичайний об’єкт у довільному процесі може перетворити всю маса на доступну енергії.

Релятивістська повна енергія містить енергія відпочинку та кінетичний внесок.

Q-значення реакції

Якщо початкова повна маса спокою m_i, а остаточний m_f, то Q≈(m_i−m_f)c².

За Q>0 різниця виходить як кінетична енергія, фотони або інші форми енергії. За Q<0 потрібен витрата енергії.

Атомна одиниця маси

У ядерна фізика 1 u·c²≈931,5 MeV. Дефект маси 0,001 u відповідає приблизно 0,9315 MeV.

Атомний і ядерні маси треба використовувати послідовно, щоб електронні маси правильно скорочувалися.

Енергія зв'язку

Зв'язане ядро має меншу маса, ніж сума маси вільних нуклонів. Різниця — енергія зв'язку/c².

маса не 'зникає': енергії, яка залишає систему під час утворення зв'язаний стан, несе відповідну маса-енергія.

Поділ і злиття

Крива енергія зв'язку на нуклон пояснює, чому синтез легких ядер і поділ дуже важких ядер можуть вивільняти енергію.

Продукти мають меншу загальна маса спокою, а загальна енергія і імпульс залишаються законсервований.

Релятивістське збереження

Фундаментальний закон — збереження повної енергії–імпульсу. У ядерні процеси не слід окремо нав’язувати класичне 'збереження маси'.

Навіть нагрівання об’єкта теоретично збільшує його маса на ΔE/c², хоча в побутових умовах ефект надзвичайно малий.

Межа системи

Δm має сенс лише між чітко визначеними початковий і кінцеві стани системи. Фотон або кінетична енергія, що залишають систему, несуть відповідну маса-енергія.

У зміна маси хімічних реакцій реальна, але надзвичайно мала; у ядерні реакції Q-значення роблять цей ефект безпосередньо вимірюваним.

Розібраний приклад