Wat is die kinetiese energie van lig: gedetailleerde feite


Kinetiese energie verwys na die energie wat enigiets laat beweeg. In hierdie artikel gaan ons alles in diepte deurgaan oor wat die kinetiese energie van lig. Hierin sal ons die antwoorde op die lys van volgende vrae ondersoek en uitvind:

Beeldkrediete: Beeld deur Florian Kurz van Pixabay 

Energie is 'n eienskap van items wat na ander voorwerpe oorgedra of in verskillende vorme verander kan word, maar dit kan nie gegenereer of vernietig word nie. Dit is 'n kwaliteit van entiteite wat na ander voorwerpe oorgedra of in ander soorte omskep kan word. Kinetiese energie is die energie wat verband hou met bewegende dinge of beweging.

Lees meer oor basiese beginsels en tipes energie

Die volgende is die definisie van kinetiese energie:

"Kinetiese energie van 'n voorwerp is die maatstaf van die werk wat 'n voorwerp kan doen op grond van sy beweging."

Wat is die kinetiese energie van lig
Kinetiese Energie van Lig

Meeteenhede van die kinetiese energie:

Die SI-eenheid van kinetiese energie is Joule, dit wil sê, is gelyk aan 1 kg.m2.s-2

Die CGS-eenheid van kinetiese energie is erg.

Lees meer oor die gebruike van kinetiese energie

Tipes kinetiese energie:

Daar is vyf tipes kinetiese energie soos hieronder gelys

  • Stralingsenergie
  • Hitte-energie
  • Klankenergie
  • Elektriese energie
  • Meganiese energie

Nou, laat ons kyk wat is die kinetiese energie van lig?

Wat is die kinetiese energie van lig?

Ligenergie is 'n soort elektromagnetiese straling met golflengtes wat die menslike oog kan waarneem.

Kinetiese energie word gedefinieer as energie wat voorwerpe laat beweeg. As dit die vermoë het om iets te verhoog, word dit as potensiële energie beskou. Dit is egter dieselfde energie wat homself op verskillende maniere voordoen. Gevolglik, omdat die lig ook net energie in beweging is, kan dit na verwys word as "kinetiese energie."

Het lig kinetiese energie?

Wanneer energie dinge laat beweeg, word dit kinetiese energie genoem.

Die ligenergie is 'n gevolg van sy beweging. Omdat fotone geen massa het nie, is hul kinetiese energie gelyk aan hul totale energie. Dus, die lig het kinetiese energie.

Hoe om kinetiese energie van lig te vind?

Lig, wat 'n soort elektromagnetiese straling is, het kinetiese energie.

Die relativistiese energie E van 'n deeltjie of rusmassa m0 en momentum p word gegee deur

E2-p2c2 = m02c4

As die res massa m0 van die deeltjie nul is (soos vir lig wat ook as fotone genoem word),

Ons het

E = pc of p = E/c

Maar p = νE/c2

νE/c2= E/c

dus, ν=c

Dit wys dat die spoed ν van 'n deeltjie met nul rusmassa altyd gelyk is aan c, die spoed van lig.

Ook ons weet dit vir 'n foton van frekwensie ν,

E=hν

Waar h = plank se konstante

Lig bestaan ​​uit deeltjies met golfagtige eienskappe, soos fotone. Die idee van golf-deeltjie-dualiteit word gebruik om hierdie spesifieke eienskap van lig wat golfagtig lyk, te karakteriseer. Die sigbare liggolflengte wissel van 400 tot 700 nanometer (nm).

Kinetiese energie van lig vergelyking.

Om kinetiese energie te bereken, vermenigvuldig die massa met die kwadraat van die spoed met die konstante 1/2. Hierdie vergelyking het twee veranderlikes: die liggaam se massa (m) en sy spoed (v).

Die klassieke voorstelling daarvan is soos volg:

Ek=(1/2)mv2

En die relativistiese voorstelling daarvan word gegee deur,

Hoe vind jy kinetiese energie teen die spoed van lig?

As enigiets teen die spoed van lig beweeg, sal dit 'n oneindige hoeveelheid kinetiese energie hê, wat groter is as die hele Heelal. Die rede hiervoor is dat niks vinniger of teen 'n vinniger tempo as lig kan beweeg nie.

Volgens klassieke meganika word die kinetiese energie van 'n liggaam bepaal deur die massa van die liggaam sowel as die spoed van die liggaam.

Die massa vermenigvuldig met die kwadraat van die spoed, en vermenigvuldig met die konstante 1/2, is gelyk aan die kinetiese energie. Die volgende is die vergelyking:

Ek=(1/2)mv2

waar,

m = massa en v= spoed (of die snelheid) van die liggaam

Die volgende vergelyking beskryf die verband tussen 'n voorwerp se klassieke kinetiese energie en sy momentum:

Ek=p2/ 2m

Waar, P = momentum

Om die kinetiese energie van 'n liggaam te bereken wie se spoed 'n groot fraksie van dié van lig is, moet 'n mens spesiale relatiwiteit gebruik om die feit te verreken dat die liggaam na die spoed van lig beweeg. Dit is belangrik om te verstaan ​​hoe om spesiale relatiwiteit te gebruik vir probleme wat hoëspoeddeeltjies behels om dit op te los.

Om rekening te hou met lineêre momentum in spesiale relatiwiteit, moet ons die formule verander. Die relativistiese formulering vir lineêre momentum gebruik m vir rusmassa, v en v vir snelheid en spoed, onderskeidelik, en c vir die spoed van lig in vakuum, die relativistiese uitdrukking vir lineêre momentum is:

p=mγv

Waar γ= Lorentz faktor

As in ag geneem word dat 'n voorwerp se kinetiese energie eweredig is aan sy momentum, sien ons natuurlik dat die relativistiese formule vir kinetiese energie van sy klassieke ekwivalent sal verskil. Trouens, die relativistiese formulering vir kinetiese energie is soos volg:

Die vergelyking demonstreer dat die energie van 'n voorwerp oneindig nader wanneer die voorwerp se snelheid v die spoed van lig c nader. Die gevolgtrekking is dat 'n item nie verby hierdie grens versnel kan word nie.

Hoe vind jy kinetiese energie uit momentum?

Kinetiese energie is die hoeveelheid energie wat enige materiaal het terwyl dit versnel, terwyl momentum die hoeveelheid massa is wat 'n item het wanneer dit beweeg.

Vermenigvuldig en deel RHS deur m

Ons weet dat p=mv. Deur mv in die bogenoemde vergelyking te vervang, kry ons,

Hoe hou kinetiese energie en momentum verband?

Daar bestaan ​​'n korrelasie tussen kinetiese energie en momentum vanweë hul verbande met massa en snelheid

Met behulp van wiskunde kan die verband tussen kinetiese energie en momentum uitgedruk word as

As gevolg hiervan kan ons sê dat 'n liggaam se kinetiese energie die verband is tussen 'n stof se lineêre momentum en sy kinetiese energie wat bestudeer word.

As gevolg van die energiemomentumverhouding neem momentum direk toe met spoed in 'n konstante voorwerp, maar kinetiese energie groei in direkte verhouding met die kwadraat van die snelheid.

So, hier in hierdie artikel, het ons bestudeer wat die kinetiese energie van lig is.


Prajakta Gharat

Ek is Prajakta Gharat. Ek het Nagraadse studie in fisika in 2020 voltooi. Tans werk ek as 'n vakkundige in fisika vir Lambdageeks. Ek probeer om Fisika-vak maklik verstaanbaar op 'n eenvoudige manier te verduidelik.

Onlangse plasings