Massa-energieverband

Die massa-energieverband is ’n verband tussen die natuurkundige groothede massa en energie wat in 1905 deur Albert Einstein afgelei is uit sy spesiale relatiwiteitsteorie.

Die massa-energieverband weergegee in ’n formule.

Die formule wat dié verband weergee, E = mc², is die bekendste formule uit die relatiwiteitsteorie.

Geskiedenis

Op 26 September 1905 het Einstein sy spesiale relatiwiteitsteorie in die Duitse tydskrif Annalen der Physik gepubliseer. Op 21 November het die tydskrif nog ’n artikel deur hom geplaas. Die opskrif was "Is die traagheid van ’n liggaam afhanklik van sy energie-inhoud?" Einstein se antwoord op dié vraag was "ja". ’n Liggaam wat energie opneem, deur byvoorbeeld lig te absorbeer, kry ’n groter traagheid (massa): dit word moeiliker versnel. Die toename van die massa Δm hang saaam met die opgenome energie ΔE volgens die verband ΔE = Δm • c². Hierin is c die ligsnelheid (299 792 458 m/s).

Hierdie verband het betrekking op ’n "toename" van energie en massa. Later het Einstein verder gegaan en veronderstel dat die "hele" massa van ’n liggaam ’n uiting is van inwendige energie. Die totale energie-inhoud van ’n liggaam staan dus in direkte verband met die totale massa. In die Jahrbuch der Radioaktivität het hy in 1907 die formule gepubliseer wat die idee saamvat: E = mc². Die massa-energieverband spruit dus uit die relatiwiteitsteorie plus ’n voor die hand liggende, maar gewaagde aanname.

Bevestiging

Later is allerlei fisiese verskynsels ontdek waar die totale massa nie dieselfde bly nie. Dit het die verband bevestig tussen ’n toename van massa en energie, ΔE = Δmc². Die verband is ook omstreeks 1930 bevestig met die ontdekking van antideeltjies. Wanneer ’n deeltjie en sy antideeltjie mekaar uitskakel, verdwyn hulle heeltemal. Energie kom vry, en die hoeveelheid energie stem presies ooreen met die gekombineerde massa van die deeltjie en sy antideeltjie.

Nog ’n bekende verskynsel waar die formule van toepassing is, is kernkrag. Die afval by kernsplyting weeg ietwat minder as die grondstof. Omdat c² – die kwadraat van ligsnelheid – ’n enorme getal is, verteenwoordig die geringe massaverlies ’n aansienlike hoeveelheid energie. Ook by die fusie van ligte elemente neem die massa af en word energie dus vrygestel. Die waterstofbom is op dié beginsel gebaseer.

In die loop van die 20ste eeu het die formule E = mc² by die algemene publiek sinoniem geword met die werk van Einstein, die moderne natuurkunde en ingewikkelde wetenskap in die algemeen.

• Hierdie artikel is vertaal uit die Nederlandse Wikipedia