દ્રવ્ય-ઊર્જા સમકક્ષતા (E=mc²) બાળકોને હું એક નાનું રહસ્ય ફૂંકું છું. હું કહું છું કે દ્રવ્ય અને ઊર્જા એક જ સિક્કાની બે બાજુઓ છે. પછી હું તેમને એક ઝડપી સિક્કા અને ટોર્ચલાઇટનો કૌશલ્ય બતાવું છું. તે સામાન્ય રીતે તેમની આંખોને વિશાળ બનાવે છે.
દ્રવ્ય-ઊર્જા સમકક્ષતા (E=mc²) નો અર્થ શું છે
તેના સૌથી સરળ સ્વરૂપમાં સૂત્ર કહે છે E સમાન છે m ગુણિત c વર્ગ. અહીં E ઊર્જા માટે છે. m નો અર્થ દ્રવ્ય છે. c નો અર્થ છે ખાલી જગ્યા માં પ્રકાશની ગતિ, જે લગભગ 299,792,458 મીટર પ્રતિ સેકંડ છે. વર્ગ, c વર્ગ ખૂબ મોટું બને છે. તેથી, નાનું દ્રવ્ય ખૂબ ઊર્જા ધરાવે છે. વાસ્તવમાં, માત્ર 1 કિલોગ્રામ દ્રવ્યનું ઊર્જા સમકક્ષ લગભગ 89.88 પેટાજૂલ્સ છે, જે લગભગ 21.5 મેગાટન TNT ના સમાન છે.
વિશ્વામિત્ર ઊર્જા અને કુલ ઊર્જા
અકસર લોકો વિશ્વામિત્ર ઊર્જા કહે છે જ્યારે તેઓ કહે છે E સમાન છે m c વર્ગ. વિશ્વામિત્ર ઊર્જા એ છે કે એક વસ્તુ પાસે માત્ર પોતાને માટે હોય છે. જોકે, ગતિશીલ વસ્તુઓ વધુ ઊર્જા ધરાવે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, સંપૂર્ણ સંબંધ તે બતાવે છે. તે ઊર્જા, ગતિશીલતા, અને દ્રવ્યને જોડે છે. ફોટોન પાસે કોઈ વિશ્વામિત્ર દ્રવ્ય નથી. છતાં તેઓ ઊર્જા ધરાવે છે કારણ કે ઊર્જા અને દ્રવ્ય આ રીતે સંબંધિત છે.
મોટા, વાસ્તવિક ઉદાહરણો
સૂર્ય એક સ્પષ્ટ ઉદાહરણ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૂર્ય હાઇડ્રોજનને હિલિયમમાં ફ્યુઝ કરે છે. આ કરતી વખતે, તે લગભગ 0.7 ટકા ફ્યુઝ કરેલ દ્રવ્ય ઊર્જા તરીકે ગુમાવે છે. તે નાનું નુકસાન પૃથ્વી માટે પ્રકાશ અને ગરમીને શક્તિ આપે છે. તે જ રીતે, ન્યુક્લિયર વિભાજન અને સંલયન નાનાં દ્રવ્ય તફાવતોમાંથી ઊર્જા મુક્ત કરે છે. એકમાત્ર U‑235 વિભાજન લગભગ 200 MeV પ્રતિ વિભાજન મુક્ત કરે છે, જે લગભગ 8.2×1013 J પ્રતિ કિલોગ્રામ U‑235 (≈82 TJ/kg) સરેરાશ છે. ઉપરાંત, પદાર્થ અને વિરોધી પદાર્થ મળીને લગભગ તમામ દ્રવ્યને પ્રકાશમાં ફેરવી શકે છે. વાહ, તે નાટ્યાત્મક છે.
દૈનિક જીવનમાં દ્રવ્ય પરિવર્તન કેમ નથી દેખાતું
દ્રવ્ય-ઊર્જા રૂપાંતરણ સતત થાય છે. છતાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ તેને સારી રીતે છુપાવે છે. લાકડું બળવું અથવા ખોરાક પચવું રાસાયણિક ઊર્જાને મુક્ત કરે છે. છતાં, દ્રવ્ય પરિવર્તન વસ્તુના દ્રવ્ય કરતા ખૂબ નાનું છે. તેથી અમે દૈનિક જીવનમાં દ્રવ્ય પરિવર્તનોને ધ્યાનમાં નથી લેતા.
વાતચીતને પ્રેરવા માટે એક ઝડપી ડેમો
એક ઓછા ટેકનોલોજી ડેમો અજમાવો. ઉદાહરણ તરીકે, એક લીંબુ બેટરી બનાવો અથવા એક સરળ સોલાર સેલને LED સાથે જોડો. પછી તમારા બાળકને પૂછો કે ઊર્જા ક્યાંથી આવી અને તે કેવી રીતે ખસેડાઈ. તે ટૂંકી વાતચીત દ્રવ્ય ક્યારેક સંગ્રહિત ઊર્જા તરીકે કાર્ય કરે છે તે વિચાર તરફ દોરી શકે છે. મુખ્યત્વે આ ન્યુક્લિયર અથવા કણ પ્રક્રિયાઓમાં દેખાય છે, લીંબુમાં નહીં.
નાનું શબ્દકોશ
- વિશ્વામિત્ર દ્રવ્ય: તે દ્રવ્ય જે એક વસ્તુ પાસે જ્યારે તે સ્થિર હોય ત્યારે હોય છે.
- બંધન ઊર્જા: ઊર્જા જે ભાગો જોડાય ત્યારે મુક્ત થાય છે અને સિસ્ટમ થોડું દ્રવ્ય ગુમાવે છે.
- વિનાશ: જ્યારે એક કણ તેના વિરોધી કણને મળે છે અને ફોટોનમાં ફેરવાય છે.
- ફોટોન: પ્રકાશનું કણ જે હજી પણ ઊર્જા ધરાવે છે.
સુરક્ષા, નૈતિકતા, અને જિજ્ઞાસુ મન
તે જ ભૌતિકશાસ્ત્ર શાંતિપૂર્ણ રિએક્ટરો અને વિનાશક હથિયારોને સમજાવે છે. હું આ વિશે સ્પષ્ટ અને ઉંમર-યોગ્ય રીતે વાત કરું છું. આ રીતે બાળકો બંને સંદર્ભ અને કાળજી શીખે છે. ઉપરાંત, તમારા બાળકને ઊર્જાના રૂપાંતરણના ત્રણ ઉદાહરણો નામ આપવા માટે પૂછવાનો પ્રયાસ કરો. તે એક મહાન વાતચીત શરૂ કરનાર બનાવે છે.
હવે દ્રવ્ય-ઊર્જા સમકક્ષતા (E=mc²) વિશેની વાર્તા વાંચો અથવા સાંભળો: હવે દ્રવ્ય-ઊર્જા સમકક્ષતા (E=mc²) વિશેની વાર્તા વાંચો અથવા સાંભળો: 3-5 વર્ષના બાળકો માટે, 6-8 વર્ષના બાળકો માટે, 8-10 વર્ષના બાળકો માટે, અને 10-12 વર્ષના બાળકો માટે.
વધુ પૃષ્ઠભૂમિ અને બાળકો માટે અનુકૂળ વાર્તાઓ માટે સ્ટોરીપાઈ પર દ્રવ્ય-ઊર્જા સમકક્ષતા સંકલ્પના પૃષ્ઠની મુલાકાત લો. ચમક અને વિશાળ આંખોનો આનંદ માણો.
