Diferența dintre energie și materie

Diferența principală - Energia vs. materie

Energia și materia sunt două concepte fundamentale în fizică. Aceste concepte sunt profunde și adesea abstracte. Prin urmare, nu este posibilă o comparație clară și directă. În mod clasic, materia este "definită" ca "orice are masă și ocupă spațiu", în timp ce energia este descrisă ca "capacitatea de a lucra". Cu toate acestea, acestea nu sunt descrieri complete. La un nivel de bază, am putea spune că principala diferență între energie și materie este că materia se referă la "obiecte" întrucât energia se referă la a proprietate că un obiect ar putea avea ^[1].

Ce s-a intamplat

Este dificil să se dea o definiție directă la "materie"^[1]. După cum sa menționat mai sus, materia a fost în mod tradițional descrisă ca "lucruri care au masă și ocupă spațiu". Cu toate acestea, există mai multe probleme cu luarea acestui lucru pentru a fi o definiție strictă. De exemplu, în mecanica cuantică există situații în care două particule ar putea ocupa din punct de vedere tehnic același spațiu. Pe de altă parte, există particule de schimb de forță care au masă (cum ar fi bozonele W și Z) care nu sunt adesea gândite ca fiind "materie". În scopul acestui articol, vom considera materia lucruri făcute din cuarci și leptoni (din nou, acest lucru nu ar trebui luat în serios deoarece poate exclude materia întunecată!).

Ce este Energia

În general, energia poate fi împărțită în trei tipuri: energia de masă, energia cinetică și energia potențială. Energia de masă se referă la energia asociată cu masa a unui obiect. Dacă un obiect are o masă , apoi energia asociată cu acea masă este dată de ecuația celebră a lui Einstein care descrie echivalența energetică masică:

Unde  este viteza luminii în vid.

Einstein a descoperit relația fundamentală dintre masă și energie.

Energia cinetică este energia pe care un obiect o are datorită mișcării sale. Cu cât obiectele se mișcă mai repede, cu atât mai multă energie cinetică are. În fizica clasică, energia cinetică este adesea dată de . Cu toate acestea, în relativitate, energia cinetică este definită în termenii impulsului obiectului, .

Energia potențială este energia pe care o particulă o are datorită modului în care interacționează cu alte particule. Diferite tipuri de energie potențială includ energia potențială gravitațională (pentru particulele masive în câmpurile gravitaționale) și energia electrică potențială (pentru particulele încărcate în câmpurile electrice).

 energie totală pentru o particulă liberă-adică o particulă care nu interacționează (astfel încât nu are energie sub forma energiei potențiale), este dată de suma energiilor de masă și cinetică:

În mod evident, cel mai important concept din fizica clasică este legea conservării energiei. Aceasta afirmă că energia totală într-un sistem izolat este conservată. Aceasta înseamnă că energia nu poate fi creată sau distrusă, ci mai degrabă ea poate fi numai convertit de la o formă la alta. Deși declarația este calitativă, are rădăcini matematice ferme Teorema lui Noether dezvoltat de matematicianul german Emmy Nother.

Munca lui Emmy Noether (1882 - 1935) a ajutat la dezvăluirea legilor matematice care stau la baza conservării energiei.

Diferența dintre energie și materie

Definiție de bază:

materie descrie un obiect. 

Energie descrie a proprietate că un obiect posedă.

Definiție clasică:

Tradiţional, materie a fost descris ca "lucruri care au masă și ocupă spațiu". 

Energie a fost descrisă ca fiind "capacitatea de a lucra".

Referințe:

1. Strassler, M. (2012, 12 aprilie). Materia și energia: o dichotomie falsă. Recuperat la 29 septembrie 2015, de la Din semnificație deosebită: 

Image Courtesy

"Albert Einstein" de Oren Jack Turner (Biblioteca Congresului Statelor Unite ale Americii) [Public Domain], prin Wikimedia Commons

"Portretul lui Emmy Noether", autor necunoscut [Public Domain], prin Wikimedia Commons