Mint azt több helyen olvashatjuk, az energia az képesség a munka végzésére. Nem több és nem kevesebb ennél. Egy képesség. Bár Noether tételét szokás emlegetni az energia kapcsán arra való hivatkozással, hogy az energiára is érvényes a megmaradás tétele.
Ez ügyben az a gond, hogy Noether tétele:http://hu.wikipedia.org/wiki/Noether-t%C3%A9tel szerint:
Azaz ha nem differenciálható és vagy nem folytonos, avagy a szimmetria nem érvényesül, akkor ezen folyamatokra, munkavégzésekre nem érvényes Noether tétele."Kimondja, hogy ha egy (fizikai) rendszerben valamilyen folytonos („differenciálható”, azaz ha kis változtatáshoz csak kis változás tartozik a rendszer viselkedésében) szimmetria érvényesül, akkor ahhoz megmaradási törvény, illetve megmaradó mennyiség (az ún. „Noether-töltés”) tartozik."
Tehát csak azon energia folyamatokra érvényes a megmaradás, amelyek teljesítik Noether tételének teljesülési feltételeit. Ugyanez érvényes a tömegre és az impulzusra is.
Erre mondjuk, hogy:"Nem vész el csak átalakul!" - és bár tetszetős, de ez sem feltétlenül igaz.
Az viszont igaz, hogy az átalakulással minden folyamat kikerülhet Noether-tételének alapfeltételei közül.
Tömeg-energia ekvivalencia.
A wikipedia szerint:
Nos, ez sem egészen pontos. Egy felől nem az 1905-ben megjelent Einstein féle cikkben, hanem az 1901-ben megjelent Lebegyev féle cikkben, Lebegyev vezette le (a fény) energia és a tömeg közötti ekvivalenciát. ("A tömeg-energia ekvivalencia a speciális relativitáselmélet egyik következménye, mely szerint a test nyugalmi energiája (E) megegyezik a tömeg (m) és a fénysebesség (c) négyzetének szorzatával:"
)
Lebegyev 1891-ben szerezte a "Fizikai tudományok doktora" címet a Strasbourgi Egyetemen.
Majd a Moszkvai Egyetem fizika professzoraként abból indult ki a kísérleti igazolásával és a levezetésével, hogy a fény t idő alatt, L=c*t hosszú oszlopot tölt ki, amely oszlopra merőleges "A" nagyságú felszínnel V=A*c*t térfogatban n darabszámú, m tömegű és ezzel ha egy-egy foton impulzusa
(*** Megjegyzés: I=p , azaz a továbbiakban az impulzust I-vel jelölöm, p megmarad a nyomás jelölésére.)
I=m*c akkor Iössz= m*c*n*A*c*t az az összes impulzus amit az A felületnek átad a t idő alatt becsapódó összes foton.
Azaz Iössz=A*n*t*m*c2 az összesen átadott impulzus, amelynek A felületegységre és t időre eső hányada, azaz az átadott összes energia:
Ef=Iössz/A/t=n*h*f =n*m*c2
azaz E=h*f (Planck féle h állandó és összefüggés felhasználásával)
n*E=n*h*f=n*m*c2 / n-el osztva minden oldalt..
E=h*f=m*c2 azaz röviden E=m*c2 .
Einstein gondolkodás nélkül átemelte az 1905-ös cikkébe ezt az összefüggést.
Pedig ha figyelmesebben elolvasta volna Lebegyev levezetését akkor felfigyelhetett volna arra, hogy ha V=A*c*t térfogatban van n darab foton, akkor a teljes térfogatból az A felületre érkező fotonok darabszáma nem V*n= n*A*c*t hanem csupán n darab.
De még akkor sem lett volna helyes a levezetés, ha n darab foton mindegyikének "v" térfogatot feltételez, mert ekkor a fotonok darabszáma n=V/v esetében n=A*c*t/v
Bár ez utóbbi feltételezéssel: Iössz=n*m*c azaz
Iössz=n*m*c = A*c*t/v*m*c --> Iössz=A*t/v*m*c2 összefüggésből az A felület egységre és t idő alatt beérkező fotonok esetében egy fotonra az átadott összes energia:
Ef=(A*t/v*m*c2 ) / (A*t) ---> kapott függvényből
Ef=m*c2/v lett volna az egy fotonra jutó energia nagysága.
Most persze többen felrikolthatnának, hogy:" Hogy lehetne E=I/A/t ?"
Mert az még rendben lenne, hogy F=I/t De az F/A az már nyomás érték azaz p=F/A és nem energia!
Nos, igen. p azaz nyomás: p= m*c2/v lenne az a nyomás érték amit egy darab v térfogatú foton létrehoz, ha Lebegyev levezetése jó lett volna.
És miután E # p*v = m*c2 így kész csoda, hogy a rossz levezetés ellenére
E=m*c2 alakban került be a tudomány történelembe.
Persze mielőtt még azon aggódnánk, hogy az E=m*c2 kísérletileg igazolt, akkor
hogyan lehetne hiba, gyorsan hozzáteszem, hogy http://hu.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1zt%C3%B6rv%C3%A9ny p*V=n*R*T összefüggés nyomán, "véletlenül" helyes a módosított levezetés.
Ugyanis n darab T hőmérsékletű atom esetében (ahol R az egyetemes gázállandó (8,314 J/mol.K)
http://hu.wikipedia.org/wiki/Egyetemes_ ... land%C3%B3 )
valóban energia értelmű.
Tehát az E=m*c2 bár 110 évvel ezelőtt hibás levezetésből születve, végül is helyesen, majd 106 évvel ez előtt szerencsés módon bekerült Einstein dolgozatába.
Végezetül kiemelendő, hogy a szerencsés véletlen nem igazolja a Noether tétel kizárólagos érvényesülését. Csak azon folyamatokra érvényes, amelyekben a tétel alkalmazhatóságának feltételei teljesülnek. Azaz nincs ezidáig igazolva sem az impulzus, sem az energia és ezzel még az anyag megmaradásának tétele sem.
Így nem marad más, igazoljuk! Vagy az érvényességi körök határait jelöljük ki.
) is megteszi.
Vicces. A fejenállás az energia, tömeg vagy impulzus?
