E = mc²

För Mariah Careys album från 2008, se E=MC² (musikalbum)

Formeln som skulptur i Walk of Ideas i Berlin.

Tyskt frimärke från 2005.

Formeln E = mc² i teoretisk fysik anger relationen mellan energi (E) i alla dess former förutom massa, och massa (m), med hjälp av ljushastigheten i vakuum (c).

Formeln kan också skrivas W = mc² , eftersom internationella måttenhetssystemet (SI) anger beteckningen W för energi (E betecknar elektromotorisk kraft).

Formelns innebörd

Denna formel anger att när en kropp i en given referensram är i viloläge så besitter den fortfarande energi i form av massa. Detta är i motsats till klassisk mekanik där en vilande kropp inte har någon energi alls. Det är på grund av detta som massan i vissa sammanhang kallas för en kropps viloenergi. E i formeln kan ses som kroppens totala energi, vilken är proportionell mot massan enbart när kroppen är i viloläge.

Omvänt så har ett moln av fotoner som färdas genom vakuum en massa, m, trots att en enskild foton inte har någon vilomassa. Detta beror på deras rörelseenergi.

Denna formel ger också kvantitativa förhållandet mellan energi och massa vid en process i vilken de omvandlas till varandra, som till exempel i en atombomb. Då kan E ses som den energi som frigörs när en viss mängd massa annihileras eller energin som absorberas för att skapa en viss mängd massa m. I de fallen är energin som frigörs (absorberas) lika med massan som annihileras (skapas) gånger ljusets hastighet i kvadrat.

Med hänseende på den speciella relativitetsteorin, betyder detta att energi och massa är ekvivalenta begrepp och i dag anses massa vara en form av energi.

Ekvationen formulerades av Albert Einstein och publicerades för första gången i Annalen der Physik den 27 september 1905, fast då inte i exakt denna form. Artikeln hette Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? (Är en kropps tröghet beroende på dess energiinnehåll?) och räknas numera till en av Einsteins annus mirabilis-artiklar. I artikeln sägs:

”

Om en kropp avger energi L i form av strålning, så minskar dess massa med L/c².

„

Med strålning avses här rörelseenergi och massa är det som då och i dag i vardagligt tal menas med massa, nämligen viloenergi eller invariant massa. Det är skillnaden i massa före och efter avgivandet av energi som är ekvivalent med L/c², inte föremålets totala massa. Vid denna tidpunkt var det enbart teoretiskt och ej belagt med experiment.

Se även

• Speciella relativitetsteorin för en omfattande beskrivning av teorin.

Externa länkar och källor

• Bodanis, David, 2001, E=mc² Historien om världens mest kända ekvation i översättning av Nille Lindgren, ISBN 91-1-300902-8