2-mavzu. Kimyo fanining asosiy qonunlari

Massa bilan energiya orasidagi bog’lanish qonuniyatlari

1903 yili Eynshteyn nisbiylik nazariyasiga asosan harakatdagi zarrachaning massasi tinch holatda turgan zarracha massasidan ortiq bo’lishini isbotlagan. Zarracha harakatining ortishi uning energiyasi va massanning ortishiga olib keladi. Eynshteyn zarrachaning massasi bilan energiyasi orasidagi bog’lanishni ilgari ko’rsatilganidek quyidagi tenglama bilan ifodaladi⁸:
E = m c²
Bu tenglama massa bilan energiyaning o’zaro bog’lanish nazariyasini ifodalaydi. Holbuki, nisbiylik nazariyasi vujudga kelgunga qadar massa bilan energiya o’zaro bog’liq emas deb qarab kelingan edi. Bu tenglamani har qanday jarayon uchun massalar o’zgarishi D m va energiya D E orasidagi bog’lanishni ifodalagani uchun ham uni quyidagi­cha ko’rinishda yozish mumkin:
DE =D m c²
Lekin bu tenglamaga asosan massa energiyaga aylannadi, deb hisob­lash mumkin emas, bundan materiya energiyaga aylanadi degan ma’no kelib chiqqan bo’lur edi. Massa bilan energiya faqatgina materiyaning hosilalaridir. Massa materiyaning inertligini, energiya esa harakat o’lchamini belgilaydi. Plank va Eynshteyn tenglamalari nurning to’lqin uzunligi bilan foton massasi orasidagi munosabatni xarakter­lab beradi. Foton tinch holatda massaga hga emas. Lekin u yoriug’- lik nuriga teng tezlikda harakatlanadi. (Agar foton statik massaga ega bo’lganda edi, uning massasi energiyasiga nisbatan cheksiz katta qiymatga ega bo’lur edi.) Shuning uchun fotonning hamma massasi dinamik xususiyatga ega, ya’ni u doi­mo harakatda bo’ladi. Modomiki shunday ekan, foton energiyasini (2.26) tenglama bilan hisoblash mumkin. Ikkinchidan, Plank tenglamasiga muvofiq.
E = hV = hc/hc²
Yuqorida tenglamalardan
mc² = hc²/mc
ni hosil qilish mumkin. Undan
l= h / mc
hosil bo’ladi. Tenglama foton impulsi mc bilan nurning to’lqin uzunli­gi orasidagi bog’lanishni ko’rsatadi. Bu holda tenglamani quyida­gicha yozishimiz mumkin bo’ladi: l= h / p bu erda R - foton impulsi.