1905 年に発表された革命的な科学論文で、アルバート アインシュタインは E=mc 2 という式を提唱しました。ここで、E はエネルギー、m は質量、c は真空中の光の速度です。 [1] それ以来、E=mc 2 は 世界で最も有名な方程式となりました。物理学の知識がない人でも、少なくともこの方程式については聞いたことがあり、それが私たちの住む世界に与える大きな影響を知っています。しかし、この方程式の意味を本当に理解している人は多くありません。簡単に言えば、この式はエネルギーと質量の関係を表しています。実際には、エネルギーと質量は同じものの 2 つの異なる形態にすぎません。 [2] この比較的単純な方程式は、エネルギーについての私たちの考え方を変え、多くの技術的進歩を達成するのに役立ちました。
ステップ 1 パート 1/2:方程式を理解する {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/d\/df\/Understand-E%3Dmc2-Step-1-Version-3.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-1-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/d\/df\/Understand-E%3Dmc2-Step-1-Version-3.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-1-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 1方程式の変数を定義します。 方程式を理解するには、まず各変数の意味を知る必要があります。この場合、E は静止している物体のエネルギー、c は真空中の光の速度です。光の速度 c はすべての基準フレームで一定であり、およそ 3.00 x 108メートル /秒に等しくなります。アインシュタインの相対性理論では、c 2 は 定数というよりも単位変換係数として使用されます。したがって、その平方は次元解析の結果です。エネルギーはジュールまたは kg m 2 s -2 で測定されるため、c 2 を追加すると、エネルギーと質量の関係が次元的に一貫していることが保証されます。 {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/d\/df\/Understand-E%3Dmc2-Step-2-Version-3.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-2-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/d\/df\/Understand-E%3Dmc2-Step-2-Version-3.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-2-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 2エネルギーの意味を理解する。 エネルギーには、熱エネルギー、電気エネルギー、化学エネルギー、原子力エネルギーなど、さまざまな形態があります。 [3] あるシステムから電力を取り出して別のシステムに適用することで、異なるシステム間でエネルギーが転送されます。エネルギーは生成も破壊もできず、形を変えることしかできません。たとえば、石炭には燃焼時に熱に変換できる大量のエネルギーが含まれています。 {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/6\/6d\/Understand-E%3Dmc2-Step-3-Version-3.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-3-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/6\/6d\/Understand-E%3Dmc2-Step-3-Version-3.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-3-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 3品質の意味を定義します。 質量は通常、物体に含まれる物質の量として定義されます。 [4] 品質には他の定義もあります。 「不変質量」と「相対論的質量」があります。不変質量は、基準フレームに関係なく変化しない質量です。しかし、相対論的な質量は物体の速度に依存します。式 E = mc 2 において、m は定数質量を表します。これは、加速中に質量が増加しない ことを意味するため、非常に重要であり、これは私たちの通常の見解とは異なります。 質量と重量の違いを理解することは非常に重要です。重さは物体が感じる重力の力であり、質量はその物体に含まれる物質の量です。質量は物体が物理的に変化した場合にのみ変化しますが、重量は物体が位置する重力環境に応じて変化します。質量はキログラム (kg) で測定され、重量はニュートン (N) で測定されます。 エネルギーと同様に、質量は生成も破壊もできません。たとえば、氷は溶けて液体になりますが、どちらの形態も質量は同じです。 {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/0\/01\/Understand-E%3Dmc2-Step-4-Version-2.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-4-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/0\/01\/Understand-E%3Dmc2-Step-4-Version-2.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-4-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 4質量とエネルギーは等しいことを理解します。 [5] この式は、質量とエネルギーは同じものであることを示し、特定の質量にどれだけのエネルギーが含まれているかを教えてくれます。実際、この式は、非常に小さな質量に非常に大きなエネルギーが含まれていることを示しています。 [6] 広告する2 パート 2/2: 方程式を現実世界に適用する {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/2\/21\/Understand-E%3Dmc2-Step-5-Version-2.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-5-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/2\/21\/Understand-E%3Dmc2-Step-5-Version-2.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-5-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 1利用可能なエネルギーがどこから来るのかを理解する。 私たちが消費するエネルギーのほとんどは、石炭と天然ガスの燃焼から得られます。これらの物質は、価電子（原子の最外殻にある不対電子）と他の元素と作り出す結合を利用して燃焼します。加熱されると、これらの結合が壊れてエネルギーが放出され、それが私たちの社会にエネルギーを与えます。この方法でエネルギーを捕捉することは特に効率的ではなく、環境に比較的大きな影響を及ぼします。 {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/a\/a9\/Understand-E%3Dmc2-Step-6-Version-2.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-6-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/a\/a9\/Understand-E%3Dmc2-Step-6-Version-2.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-6-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 2アインシュタインの方程式を使用して、エネルギー変換をより効率的にします。 E=mc 2 は 、原子核に蓄えられたエネルギーが価電子に蓄えられたエネルギーよりもはるかに多いことを示しています。 [7] 原子を分裂させると、電子結合を切断するよりもはるかに多くのエネルギーが放出されます。原子力エネルギーはこの原理に基づいています。原子炉は核分裂を起こし、放出される膨大なエネルギーを捕捉します。 {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/c\/c1\/Understand-E%3Dmc2-Step-7-Version-2.jpg\/v4-460px-Understand-E%3Dmc2-Step-7-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/c\/c1\/Understand-E%3Dmc2-Step-7-Version-2.jpg\/v4-728px-Understand-E%3Dmc2-Step-7-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":" class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 3これらの技術の発見は、E=mc 2 を使用することで可能になりました。 E=mc 2 は多くの刺激的な新技術の創出に貢献しており、その中にはE=mc 2がなければ想像もできないものもある。 [8] PETスキャンは放射線を使用して体の内部を調べます。 この方程式は、衛星や探査機の通信の開発に役立っています。 この方程式に基づく炭素同位体年代測定では、放射性崩壊を利用して古代遺物の年代を決定します。 原子力は私たちの社会に、よりクリーンかつ効率的なエネルギー源を提供します。 
