Special relativityEdit
In special relativity, the conservation of mass is not apply if the system is open and energy escapes. Het blijft echter van toepassing op volledig gesloten (geïsoleerde) systemen. Als energie niet aan een systeem kan ontsnappen, kan zijn massa niet afnemen., In de relativiteitstheorie vertoont deze energie, zolang er maar één soort energie in een systeem wordt vastgehouden, massa.
ook moet massa worden onderscheiden van materie, omdat materie niet perfect kan worden geconserveerd in geïsoleerde systemen, hoewel massa altijd wordt geconserveerd in dergelijke systemen., Echter, materie is zo bijna geconserveerd in de chemie dat schendingen van het behoud van materie werden niet gemeten tot het nucleaire tijdperk, en de aanname van het behoud van materie blijft een belangrijk praktisch concept in de meeste systemen in de chemie en andere studies die geen betrekking hebben op de hoge energieën typisch voor radioactiviteit en nucleaire reacties.,
de massa geassocieerd met chemische hoeveelheden energie is te klein om
te meten de verandering in massa van bepaalde soorten open systemen waar atomen of massieve deeltjes niet mogen ontsnappen, maar andere soorten energie (zoals licht of warmte) wel mogen binnenkomen of ontsnappen, is in de 19e eeuw onopgemerkt gebleven, omdat de verandering in massa geassocieerd met toevoeging of verlies van kleine hoeveelheden thermische of stralingsenergie in chemische reacties zeer klein is., (In theorie zou de massa helemaal niet veranderen voor experimenten uitgevoerd in geïsoleerde systemen waar warmte en werk niet in of uit waren toegestaan.)
massabehoud blijft correct als energie niet lostEdit
het behoud van relativistische massa impliceert het standpunt van een enkele waarnemer (of het standpunt van een enkel traagheidsframe) aangezien veranderende traagheidsframes kunnen resulteren in een verandering van de totale energie (relativistische energie) voor systemen, en deze hoeveelheid bepaalt de relativistische massa.,
het principe dat de massa van een systeem van deeltjes gelijk moet zijn aan de som van hun rustmassa ‘ s, hoewel waar in de klassieke fysica, kan onwaar zijn in de speciale relativiteit. De reden dat rustmassa ‘ s niet eenvoudig kunnen worden toegevoegd is dat dit geen rekening houdt met andere vormen van energie, zoals kinetische en potentiële energie, en massaloze deeltjes zoals fotonen, die allemaal (of niet) de totale massa van systemen kunnen beïnvloeden.,
voor het verplaatsen van massieve deeltjes in een systeem komt het onderzoeken van de restmassa ‘ s van de verschillende deeltjes ook neer op het introduceren van veel verschillende traagheidswaarnemingskaders (wat verboden is als de totale energie en het momentum van het systeem behouden moeten blijven), en ook wanneer in het restframe van een deeltje, negeert deze procedure het moment van andere deeltjes, die de systeemmassa beïnvloeden als de andere deeltjes in dit frame in beweging zijn.,
voor het speciale type massa dat invariante massa wordt genoemd, heeft het veranderen van het traagheidsframe van waarneming voor een geheel gesloten systeem geen effect op de maat van invariante massa van het systeem, dat zowel behouden als invariant (onveranderlijk) blijft, zelfs voor verschillende waarnemers die het hele systeem bekijken. Invariante massa is een systeemcombinatie van energie en momentum, die invariant is voor elke waarnemer, omdat in elk traagheidsframe, de energieën en momenta van de verschillende deeltjes altijd toevoegen aan dezelfde hoeveelheid (het momentum kan negatief zijn, dus de optelling komt neer op een aftrekking)., De invariante massa is de relativistische massa van het systeem wanneer bekeken in het centrum van momentum frame. Het is de minimummassa die een systeem kan vertonen, gezien alle mogelijke traagheidsframes.
het behoud van zowel relativistische als invariante massa is zelfs van toepassing op systemen van deeltjes die ontstaan door de productie van paren, waarbij energie voor nieuwe deeltjes afkomstig kan zijn van kinetische energie van andere deeltjes, of van een of meer fotonen als onderdeel van een systeem dat andere deeltjes omvat naast een foton., Nogmaals, noch de relativistische noch de invariante massa van volledig gesloten (dat wil zeggen geïsoleerde) systemen verandert wanneer nieuwe deeltjes worden gecreëerd. Verschillende traagheidswaarnemers zullen het echter oneens zijn over de waarde van deze geconserveerde massa, als het de relativistische massa is (dat wil zeggen, relativistische massa is behouden maar niet invariant). Alle waarnemers zijn het echter eens over de waarde van de geconserveerde massa als de gemeten massa de invariante massa is (d.w.z. invariante massa is zowel geconserveerd als invariant).,
De formule voor massa-energie-equivalentie geeft een andere voorspelling in niet-geïsoleerde systemen, omdat als energie een systeem mag ontsnappen, zowel de relativistische massa als de invariante massa ook zullen ontsnappen. In dit geval voorspelt de massa-energie-equivalentieformule dat de verandering in de massa van een systeem samenhangt met de verandering in de energie van het systeem als gevolg van het optellen of aftrekken van energie: Δ m = Δ E / c 2 . {\displaystyle \ Delta m= \ Delta E / C^{2}.} Deze vorm met veranderingen was de vorm waarin deze beroemde vergelijking oorspronkelijk werd gepresenteerd door Einstein., In deze zin worden massaveranderingen in elk systeem eenvoudig verklaard als de massa van de energie die aan het systeem wordt toegevoegd of verwijderd, in aanmerking wordt genomen.
De formule houdt in dat gebonden systemen een invariante massa (rustmassa voor het systeem) hebben die kleiner is dan de som van hun delen, indien de bindingsenergie het systeem heeft kunnen ontsnappen nadat het systeem is gebonden. Dit kan gebeuren door systeem potentiële energie om te zetten in een andere vorm van actieve energie, zoals kinetische energie of fotonen, die gemakkelijk ontsnappen aan een Gebonden Systeem., Het verschil in systeemmassa ‘ s, een massafout genoemd, is een maat voor de bindende energie in gebonden systemen – met andere woorden, de energie die nodig is om het systeem uit elkaar te breken. Hoe groter de massa defect, hoe groter de bindende energie. De bindende energie (die zelf massa heeft) moet worden vrijgegeven (als licht of warmte) wanneer de delen samen het Gebonden Systeem vormen, en dit is de reden dat de massa van het gebonden systeem afneemt wanneer de energie het systeem verlaat. De totale invariante massa wordt in feite behouden, wanneer de massa van de ontsnapte bindingsenergie in aanmerking wordt genomen.,
Algemene relativiteitedit
In algemene relativiteit zal de totale invariante massa van fotonen in een uitdijend volume van de ruimte afnemen, als gevolg van de rode verschuiving van een dergelijke expansie. Het behoud van zowel massa als energie is daarom afhankelijk van verschillende correcties in de energie in de theorie, als gevolg van de veranderende gravitatiepotentiaal energie van dergelijke systemen.
Leave a Reply