Explication sur la célèbre équation e=mc2

[Pierre-Yves]

E, c'est l'énergie... mais qu'est-ce que c'est, cette énergie ? Cinétique, électrique, de la chaleur... ?

M, c'est la masse, pas de souci
c2, c'est bien la vitesse de la lumière au carré ? Mais si on ne va pas à la vitesse de la lumière, que se passe-t-il ? Ou alors, e=mc2 signifie que mon énergie est égale à 40kg x 300 000 km/s =12 000 000... 12 millions de quoi ?

Bref, aidez-moi à comprendre cette équation que vous manipulez si aisément, et que mon Sciences et Vie Junior explique fort mal, je trouve...

[hubblevega]

Ton energie s'exprime en Joule, cette formule est utilisé notament losqu'on etudie la radioactivité (je dis ça car je suis en plein dedans , pour les autres applications je ne sais pas).
Après je laisse les spécialistes répondre mieux à ta question ....
Mais tu peux aller jeter un coup d'oeil auc ours de physique des classes de terminales pour avoir une application de cette formule.

[Rincevent]

bonjour,

dans cette page du dossier FS sur la relativité restreinte tu trouveras une explication qui t'intéressera peut-être...

[Coincoin]

Salut,
Cette équation te dit que la masse n'est qu'une forme d'énergie. E désigne l'énergie au repos d'un corps de masse m. La transformation de masse en énergie se rencontre par exemple lors de la collision d'une particule et de son antiparticule : toute leur masse se transforme en énergie, selon la formule E=mc² (il faut aussi prendre en compte l'énrgie cinétique, etc...). On peut aussi avoir une transformation d'énergie en masse (création de paires particule-antiparticule dans les accélérateurs de particules).

[Pierre-Yves]

Cette équation ne s'applique qu'aux coprs émetteurs de lumière ?

Il y a deux applications citées dans le SVJ que je n'ai pas comprises : si on a de la chaleur en été, c'est parce que une partie de la masse des atomes H se transforme en énergie (l'autre partie devient de l'Hélium), qui devient de la chaleur ; et justement dans l'accélérateur de particules, de la matière rencontre de l'antimatière, et ça crée de la lumière, car le photon est un concentré d'énergie pure... mais comment un photon, qui n'a pas de masse, peut-il être un concentré d'énergie pure ?

Merci pour ces réponses

P.S. au reposé, là, je créé une énergie de 12 millions de Joules ?? Sympa !

[Coincoin]

Cette équation ne s'applique qu'aux coprs émetteurs de lumière ?

Cette question rejoint ton autre question :

comment un photon, qui n'a pas de masse, peut-il être un concentré d'énergie pure ?

Un photon EST de l'énergie, de la vraie, de la pure, garantie 100% qualité C'est donc pour cela que lorsque la masse se transforme en énergie, on voit des photons apparaître... Tu demandes alors : "mais si m=0, alors E=0*c²=0 !?! ", mais la subtilité est que comme je l'ai dit dans mon premier message, E est l'énergie au repos, mais un photon n'est jamais au repos. Comme il a une masse nulle, il est émis directement avec la vitesse maximale permise (c), toute son énergie étant dans sa quantité de mouvement.

c'est parce que une partie de la masse des atomes H se transforme en énergie (l'autre partie devient de l'Hélium), qui devient de la chaleur

Dans le Soleil, on a une fusion de l'hydrogène en hélium. Or si on regarde la masse d'un atome d'héilum, elle est légèrement inférieure à celle de deux atomes d'hydrogène. Cette masse manquante est, d'après l'équation d'Einstein, en fait de l'énergie, c'est l'énergie qui s'est dégagée, lors de la fusion, en photon qui viendra te réchauffer quelques temps plus tard.

là, je créé une énergie de 12 millions de Joules ?? Sympa

Le petit hic, c'est que pour récupérer cette énergie, il faut envoyer un anti-Pierre-Yves, et on aura alors une magnifique annihilation libérant 24 millions de joules... Nettement moins sympa, non ?

[neutrinoman]

Salut,
Juste une petite précision car dans cette discussion vous avez parlé de l'annihilation de particule où la masse se transforme en énergie. Alors je voulais faire remarquer que le sens inverse existe aussi, c'est ce qu'on fait dans les accélérateurs de particules. L'énergie cinétique est transformée lors de la collision en masse c'est-à-dire qu'on créé de nouvelles particules !

[Coincoin]

Effectivement, j'en ai un peu parlé dans le message #4, mais il est intéressant de préciser que la relation va dans les deux sens. Notamment, le fait que c'est l'énergie cinétique qui se transforme en masse

[neutrinoman]

Effectivement j'ai lu trop vite, désolé. Mais ce n'est pas grave car, de toute façon, c'est bien d'insister sur ce point !

[Pierre-Yves]

Désolé... J'ai toujours pas compris pourquoi le photon est une énergie sans avoir de masse...(c2x0=0 ?!) E=mc2 ne s'applique pas aux photons ? Et justement, ma question : e=mc2 ne s'applique qu'aux coprs émettant des photons ?

Et où intervient c2 dans la réaction de l'hélium ? Il n'y a rien qui aille à la vitesse c là dedans. Ou alors ça veut juste dire que l'énergie est toujours c2 fois supérieure à la masse ?

Merci !!!!

[BioBen]

Désolé... J'ai toujours pas compris pourquoi le photon est une énergie sans avoir de masse...(c2x0=0 ?!) E=mc2 ne s'applique pas aux photons ? Et justement, ma question : e=mc2 ne s'applique qu'aux coprs émettant des photons ?

E=mc² représnte ce que veut ta masse si on la convertissait en Energie. Si tu pese 100 kg, alors l'energie que tu fournirais si tu étais converti en energie serait de
E = 100 * (10^8)² = 10^18 J ce qui est assez....énorme

Le photon n'a pas de masse, donc il n'a pas d'energie liée masse, mais il peut avoir de l'energie sous d'autres formes.
Pour connaitre l'energie d'un photon, il faut utiliser la formule
ou est sa fréquence.

a+
ben

[neutrinoman]

Désolé... J'ai toujours pas compris pourquoi le photon est une énergie sans avoir de masse...(c2x0=0 ?!) E=mc2 ne s'applique pas aux photons ? Et justement, ma question : e=mc2 ne s'applique qu'aux coprs émettant des photons

Ce que cela veut dire c'est que le photon n'a pas d'énergie de masse : E = mc2 est l'énergie de masse de la particule. Mais il a une énergie cinétique due à son impulsion. (Attention les définitions classiques de l'énergie et de l'impulsion ne s'appliquent pas au photon du fait de sa masse nulle)

[kron]

Ce que cela veut dire c'est que le photon n'a pas d'énergie de masse : E = mc2 est l'énergie de masse de la particule. Mais il a une énergie cinétique due à son impulsion. (Attention les définitions classiques de l'énergie et de l'impulsion ne s'appliquent pas au photon du fait de sa masse nulle)

Est ce cette energie (cinétique) qui est exprimée sous la formule e = hn (avec h une constante, je ne sais plus comment elle s'appelle, et n la frequence de la radiation) ou alors cette equation est encore autre chose, comme pour determiner l'energie globale transportée par un faisceau lumineux?

[Pierre-Yves]

Ah peut-être que je suis en train de comprendre ! Le photon est l'une des formes que peut prendre l'énergie créée. C'est ça ?
Oups, je lis grâce à la revue du sujet lors de l'écriture de la réponse une réponse de BioBen qui m'éclaire énormément !

Comment devient-on énergie ? En brûlant, comme les H du soleil, ou en rencontrant son antimatière, et il y a d'autres façons, j'imagine...

P.S. : un anti-pierre-yves, ça existe ?

[Rincevent]

Est ce cette energie (cinétique) qui est exprimée sous la formule e = hn

oui, mais en écrivant ça on fait intervenir un autre aspect du photon : il est quantique (dualité onde corpuscule). En fait, pour rester dans le cadre de la relativité sans ajouter les complications quantiques, on peut oublier cette dernière relation et considèrer plutôt celle-ci :

E = p c (où p est la quantité de mouvement du photon). Cette relation et la célèbre équation E = m c² sont les deux cas limites de l'équation générale:



en regardant cette dernière, tu vois que si m = 0, alors E = p c (cas d'une particule sans masse comme le photon), alors que si p = 0 (cas d'une particule au repos) E = m c² .