ФИТР БНТУ – Портал Студентов

Взаимосвязь массы и энергии.

Воспользовавшись релятивистской массой, формулу (22) можно написать в виде

                                                         .                                             (29)

Из этого соотношения вытекает, что энергия тела и его релятивист­ская масса всегда пропорциональны друг другу. Всякое  изменение энергии тела АЕ сопровождается изменением релятивист­ской массы тела и, наоборот, всякое изменение ре­лятивистской массы сопровождается изменением энергии тела

                                                                                                           (30)

Это утверждение носит название закона взаимосвязи релятивистской массы и энергии.

   Пропорциональность между релятивистской массой и энергией приводит к тому, что утверждение о сохранении суммарной ре­лятивистской массы частиц представляет собой сказанное иными словами утверждение о сохранении суммарной полной энергии. В связи с этим не принято говорить о законе сохранения реляти­вистской массы как об отдельном законе.

   В противоположность релятивистской массе суммарная масса покоя системы взаимодействующих частиц не сохраняется. Напри­мер, при неупругом соударении двух частиц, наблюдаемом в системе их центра масс, масса покоя образовавшейся частицы равна

                                               ,

где и – масса покоя и кинетическая энергия первой исходной частицы, и – масса покоя и кинетическая энергия второй частицы. Таким образом,

                                                       .

В рассмотренном случае кинетическая энергия исходных частиц превратилась во внутреннюю энергию образовавшейся частицы, в результате чего масса покоя этой частицы превысила сумму масс покоя исходных частиц.

   Работа атомных электростанций основывается на цепной реак­ции деления ядер урана (или плутония) при захвате медлен­ных нейтронов п. Деление осуществляется разными путями. Один из них выглядит следующим образом:

                                            .                         (31)

Захватив нейтрон, ядро урана распадается на ядро цезия с массо­вым числом 140 и ядро рубидия с массовым числом 94. Кроме того, выделяется два нейтрона. Суммарная масса покоя урана-235 и нейтрона превосходит суммарную массу покоя частиц в правой части формулы (31) примерно на 4-10-28 кг. Отвечающая этому избытку массы внутренняя энергия, равная

                                      Дж,                   

превращается в кинетическую энергию образующихся частиц (ос­колков деления) и в энергию возникающего при делении электро­магнитного излучения.