Энергия мен заттың негізгі айырмашылығы - энергияның өлшенетін массасы жоқ, ал заттың өлшенетін массасы бар.
Энергия мен зат физикадағы өте маңызды екі шама. Бұл ұғымдар физика, салыстырмалылық теориясы, астрономия, космология, астрофизика және жұлдыздар эволюциясы салаларында өте маңызды орын алады. Осы салалардың кез келгенінде озық болу үшін осы ұғымдарды жақсы түсіну өте маңызды.
Энергия дегеніміз не?
Энергия - интуитивті емес ұғым. «Энергия» термині гректің «energeia» сөзінен шыққан, ол операция немесе әрекет дегенді білдіреді. Бұл мағынада энергия әрекеттің артындағы механизм болып табылады. Оның үстіне, энергия тікелей бақыланатын шама емес. Дегенмен, біз оны сыртқы қасиеттерді өлшеу арқылы есептей аламыз.
Біз энергияны әртүрлі түрде таба аламыз. Кинетикалық энергия, жылу энергиясы және потенциалдық энергия бірнеше атауға болады. Бұрын адамдар энергияны ғаламдағы сақталған қасиет деп ойлады, бірақ арнайы салыстырмалылық теориясының дамуы бұл идеяны өзгертті. Салыстырмалылық теориясы кванттық механикамен бірге энергия мен массаның өзара алмастырылатынын көрсетті. Осылайша, энергияның пайда болуы – ғаламның массасын сақтау.
01-сурет: Электр энергиясы энергия түрі
Алайда ядролық синтез немесе ядролық бөліну болмаған кезде жүйенің энергиясы сақталады. Кинетикалық энергия - бұл объектінің қозғалысын тудыратын энергия, ал потенциалдық энергия объектінің орналасуына, орналасуына немесе күйіне байланысты объектінің ішінде сақталған энергиядан туындайды. Сонымен қатар, жылу энергиясы температураға байланысты пайда болады.
Ғалымдар әлі күнге дейін бұл ғаламда энергияның әлі ашылмаған басқа түрлері бар деп есептейді. Олар бұл энергияны қара энергияға жатқызды және оны ғаламның жалпы энергиясының үлкен бөлігі деп санайды.
Материя дегеніміз не?
Ертеде материя «материалдың» басқа атауы болатын. Бұл тұрғыда материя сезілетін нәрсенің бәрі болды. Алайда, 1905 жылы Эйнштейн салыстырмалылық теориясын тұжырымдаған кезде классикалық барлық дерлік бұзылды. Ол толқындардың кейде бөлшектер, ал бөлшектердің толқындар сияқты әрекет ететінін көрсетті. Осылайша, бұл толқындық-бөлшектік дуализм ретінде белгілі болды. Ол масса мен энергияның бірігуіне әкелді; бұл шамалардың екеуі де материяның екі формасы болып табылады.
Сонымен қатар, біз заттарды көптеген критерийлер бойынша жіктей аламыз. Физикалық формасы бойынша біз оны газ, сұйық, қатты және плазма деп жіктей аламыз. Анықтау әдістері арқылы біз оны қалыпты зат пен қараңғы материя деп ажырата аламыз. Сонымен қатар, өлшенетін шама түрі бойынша ол масса және толқындар болып екі түрге бөлінеді.
02-сурет: материяның әртүрлі күйлері және олардың арасындағы мүмкін ауысулар
Әйгілі E=mc2 теңдеуі «m» массасынан алуға болатын энергия мөлшерін береді. Ғаламда материя мөлшері сақталады. Сонымен қатар, күндегі реакциялар масса энергияға айналатын ядролық синтезге әкеледі. Жоғары энергиялы фотондардың соқтығысуы энергия затқа айналатын зат-антиматер жұптарын тудырады. Салыстырмалылық теориясында масса абсолютті шама емес. Бақылаушыға қатысты жоғары жылдамдықпен қозғалатын масса тыныштықтағы массаға қарағанда массаны көбірек көрсетеді.
Энергия мен материяның айырмашылығы неде?
Энергия - бұл кез келген зат массасы бар және көлемі бар кеңістікті алып жатқан кезде жұмыс істеу қабілеті. Сонымен, энергия мен заттың негізгі айырмашылығы - энергияның өлшенетін массасы жоқ, ал заттың өлшенетін массасы бар. Сол сияқты, энергияның көлемі болмайды, ал зат өлшенетін көлемді алады. Демек, жоғарыда айтылғандардан туындайтын энергия мен материяның тағы бір маңызды айырмашылығы. Бұл; энергия - бұл объектінің қасиеті, ал материя - массасы мен көлемі бар кез келген зат.
Төмендегі инфографика энергия мен зат арасындағы айырмашылыққа қатысты көбірек салыстыруларды көрсетеді.
Қорытынды – Энергияға қарсы материя
Энергия мен зат бір-бірімен тығыз байланысты терминдер. Ең бастысы, материя энергия және масса ретінде екі түрде келеді. Материя - массасы мен көлемі бар кез келген зат, бірақ энергия - заттың қасиеті. Демек, энергия мен заттың негізгі айырмашылығы энергияның өлшенетін массасы жоқ, ал заттың өлшенетін массасы бар.
