martes, 12 de agosto de 2008

Dicha ecuación fue fundamental en el desarrollo de la bomba atómica. Al medir la masa de distintos núcleos atómicos y luego restarle a esta medida la



  1. La energía relativista E representa la energía total que se podría obtener (en forma de radiación) si lográramos convertir toda la masa relativista en energía, tal como sucede en el fenómeno conocido como "aniquilación de pares". Por primera vez se dispone de un cálculo de energía total válido para cualquier sistema físico, cuyo valor tiene significado físico. Se hace notar que las magnitudes tales como Energía interna (Termodinámica), Energía potencial (Campos conservativos), Energía mecánica (Mecánica clásica), están definidas a menos de una constante arbitraria y su valor numérico no tiene significado físico.
  2. La energía total de una partícula en reposo, “almacenada” en su masa propia, está dada por E=m0 c2.
    Los mecanismos de conversión de masa en energía radiante y viceversa, fueron estudiados durante la primera mitad del siglo XX, principalmente con el formalismo de la Teoría Cuántica de Campos (iniciada en la década del 20), actualmente en desarrollo.
  3. El Principio permite dar una definición de masa (relativista) compatible con partículas no masivas, es decir sin masa propia (fotones), generando una coherencia lógica, general y sin limitaciones, con la definición de cantidad de movimiento propuesta (p=mv).
    Se define como masa de cualquier sistema físico, sea puntual o extenso, masivo o no masivo (masa propia nula), al escalar obtenido del cociente entre la Energía total E del sistema y el cuadrado de la velocidad de la luz en el vacío.
    Su expresión matemática es: m= E/c2

    En consecuencia, podemos dar una definición precisa para la cantidad de movimiento, válida para partículas masivas y no masivas: p = E/c2 v, siendo E la energía total

    En el apartado Temas Especiales se tratará la aplicación de este concepto en el artículo “Curvatura de la luz en Relatividad Especial”.
  4. Los Principios de conservación de la masa y de la energía, que se formularon de manera independiente para sistemas aislados, ahora se relacionan en un único Principio pues masa y energía están relacionadas por el Principio de Equivalencia entre masa y energía.

Aplicaciones prácticas de la ecuacion



Dicha ecuación fue fundamental en el desarrollo de la bomba atómica. Al medir la masa de distintos núcleos atómicos y luego restarle a esta medida la masa de cada uno de los protones y neutrones, se puede obtener un estimado de la energía disponible dentro del núcleo atómico, que tiene origen en la atracción entre las partículas subatómicas. Dicha prueba muestra que no sólo se puede desatar esta energía a través de la fusión de núcleos livianos, sino que también se puede hacer a través de la fisión de núcleos pesados y también puede demostrar cuanta energía se puede liberar. Se debe notar que la masa de los protones y neutrones sigue presente y esta también representa cierta cantidad de energía.

Es importante notar que la conversión de masa a energía rara vez cuenta con un cien por ciento de eficiencia. Existe una teoría que una conversión perfecta resultaría de la colisión de materia con antimateria. En la mayoría de los casos se producen otros tipos de cuerpos en vez de energía, por lo cual muy poca masa en realidad llega a convertirse. En la ecuación la masa es la energía pero por motivos de claridad se utiliza la palabra conversión.

Relacíon de Equivalencia entre Masa y Energía



Por lo que respecta al principio de conservación de la masa, ésta se define como la resistencia que un cuerpo opone a su aceleración (masa inerte), aunque ésta también se puede medir por el peso del cuerpo (masa pesante). Para Einstein, el que estas dos definiciones tan diferentes dieran lugar a un mismo valor de masa corporal era un hecho asombroso, ya que según el principio anterior la masa representa la cualidad esencial de la materia y ningún cambio físico o químico podía alterar la masa total.

Los físicos habían aceptado este principio hasta hace unas pocas décadas, pero frente a la Teoría de la Relatividad Especial este principio resultaba poco satisfactorio, por consiguiente fue fusionado con el principio de la energía, tal y como el principio de la conservación de la energía mecánica también había sido fusionado con el principio de la conservación del calor.

E muy corriente expresar la equivalencia entre masa y energía (aunque un tanto inexactamente) mediante la fórmula E=mc2, donde c representa la velocidad de la luz (unos 300000 km/s), E es la energía contenida en un cuerpo fijo y m la masa de dicho cuerpo. Esto equivale a decir que a cada

unidad de masa le corresponde una enorme cantidad de energía. Pero, si cada gramo de materia contiene esa tremenda energía, ¿por qué no ha sido advertida durante tanto tiempo? la respuesta es que en la medida en que la energía no se pierde externamente, es imposible que sea observada; es como si un hombre muy rico jamás pudiera gastar ni un céntimo y nadie sabría lo rico que es.

Para que un aumento de masa sea detectable, el cambio de energía por unidad de masa tiene que ser enorme mente grande; así, solamente sabemos de una esfera en la que tales cantidades de energía por unidad de masa son liberadas: la desintegración radiactiva. Para describir el proceso podemos decir que un átomo de masa M se divide en dos átomos de masas M1 y M2 que se separan con una tremenda energía cinética; de acuerdo con el principio de equivalencia (en contradicción con el principio de la conservación de la masa), la suma de las masas M1 y M2 de los productos de desintegración tiene que ser más pequeña que la masa original M del átomo original; la diferencia relativa de los dos átomos está dentro del orden de un 0,1%)

En realidad no estamos en condiciones de pesar los átomos aunque hay métodos indirectos para medir sus pesos con exactitud y determinar las energías cinéticas que son transferidas a los productos de la desintegración radiactiva (M1 y M2). La ley de equivalencia también permite calcular con anticipación, a partir de pesos atómicos determinados de forma precisa, qué cantidad exacta de energía va a ser liberada con cualquier rango de desintegración atómica. Desde luego, las leyes no dicen nada acerca de si se producirá la reacción de desintegración o de cómo se producirá.

sábado, 9 de agosto de 2008

Articulo Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig


El cuarto artículo de aquel año se titulaba Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig y mostraba una deducción de la ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se decía que "la variación de masa de un objeto que emite una energía L es L/V2 donde V era la notación para la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905.

Esta ecuación implica que la energía E de un cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado:

E = mc2

Muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. La relación masa - energía se utiliza comúnmente para explicar cómo se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fisión de un núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y los productos de su desintegración multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.


Albert Einstein, por medio de su famosa relación E= mc2, indica que la energía y la masa son equivalentes, es decir, son una misma cosa, pero se encuentran en distinto estado. Por lo tanto, dada ciertas condiciones físicas, un cuerpo puede transformar su masa en energía.