https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%88%EB%9F%89-%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80_%EB%93%B1%EA%B0%80
조그만 일반 물체도 엄청난 에너지를 가지고 있다는 말이 되는 것 같은데
이게 일반 상식적으로 봤을때 맞는 소리라고 볼수 있는건가??
정지되어 있는 물체는 무조건 엄청난 수치를 자랑하는 광속의 제곱만 무조건 곱해져 있는 상태라니...
이건 화학반응적 열량 계산이나 연소 에너지 등등에 비추어 보아도
너무 안 맞는 소리 아닌감?
타다 남은 잿더미나 흙더미도 엄청청난 에너지를 갖고 있는건가??
ㅇㅇ
엄청난 에너지를 갖고 있다는 근거나 증거가 있음??
분자에 작용하는 힘은 크게 강력, 전자기력이 있는데 다 태워버리면 전자간의 전자기 퍼텐셜 에너지가 낮아짐. 그러나 전자-전자 간의 결합보다 전자-원자핵 간의 결합에너지가 더 크고 그보다 양성자-중성자, 쿼크-쿼크의 강력 퍼텐셜 에너지가 훨씬 더 커서 여전히 높은 퍼텐셜 에너지를 갖지만 에너지 장벽이 존재해서 일상에선 느끼기 힘듦. '유카와 퍼텐셜'에 대해
검색해보셈.
그니까 역으로 말해서 저런 강한 결합력들을 완전히 해제 시키려면 엄청난 힘이나 에너지가 투입 되어야 한다는 소린지?
네 그렇습니다. 10,000,000K 정도의 온도를 가하면, 다 타버린 재도 새로운 패러다임의 '연소'를 시작합니다. 그리고 우린 그걸 핵융합이라 부릅니다.
글쎄.... 핵융합은 융합하는 거니까 좀 경우가 달라 보여서 제쳐놓고 저런 강력 결합력들을 완전히 끊어 내는데 질량에너지 등가공식의 에너지만큼의 엄청난 에너지가 투입 되어야만 끊어 낼수 있는건지??
혼동을 드려 죄송합니다. 핵융합or핵분열이 발생합니다. 어느쪽인지는 철보다 무겁냐, 가볍냐가 결정합니다. 철보다 가벼운 물질은 강력(인력)에 의한 퍼텐셜 에너지가 질량으로 변환되고, 핵분열에서는 양성자 끼리의 전자기력(척력)이 질량으로 변환됩니다. 결합이 풀린다고 무조건 에너지가 낮아지는게 아니라서요, 설명하기 복잡한 부분들이 많습니다.
원자핵의 기하학적 구조에 따라서 인력이 퍼텐셜이 될지, 척력이 퍼텐셜이 될지를 결정합니다. 철보다 가벼운 핵은 융합하며 질량을 잃고, 철보다 무거운 핵은 분열하며 질량을 잃습니다. '결합을 깬다'라는 언어표현이 모호하기에, 물리학적으로 얘기하자면 "물질이 가진 높은 퍼텐셜 에너지가 반응을 통해 낮아진다."라는 정확한 표현만 남기도록 하겠습니다.
"저런 강력 결합력들을 완전히 끊어 내는데 질량에너지 등가공식의 에너지만큼의 엄청난 에너지가 투입 되어야만 끊어 낼수 있는건지??" 네 그렇습니다. 그러나 일반적으로 강력을 끊어내면 그에 '투입한 에너지/c²' 만큼 물질의 질량이 '증가'합니다. 투입한 에너지가 퍼텐셜 에너지의 증가에 기여했기 때문니다.
선뜻 이해가 잘 안가는군요... 투입해서 그 물질의 구성 입자들을 다 해체시켜 놓는 거라 보이는데 다시 투입된 것 만큼 질량이 증가 한다라니....
저는 결합에너지에 대한 자세한 개념은 대학교 3학년 전공시간에 처음 배웠습니다. 그 당시에도 에너지가 저런식으로 질량으로 바뀌나 싶어서 직관으로 와닿지 않았습니다. 그림으로 눈앞에서 설명하면 이해가 되는 개념인데 전공자가 아니시라면 굳이 이해 못 하셔도 상관없고 전공자시면 일반물리나 현대물리 뒷부분 참고하시면 도움될겁니다.
네... 알겟습니다.. 대략 그쯤 해두죠..^^
왜냐하면 강력은 인력이기 때문입니다. 인력이 작용하는 field에서 두 물체가 가까이 있으면 퍼텐셜 에너지가 작다, 따라서 질량이 작다. 멀리 있으면 퍼텐셜이 크다=질량이 크다. 에너지를 가해서 강력결합을 깨게 되면 퍼텐셜 에너지가 커져서 질량이 커집니다. 원자 내의 전자가 전자기파를 받고 들뜨는 것과 같습니다. 마찬가지로들뜬 원자의 질량이 더 큽니다.
아 넵ㅎㅎ
아...근데 마지막으로 한가지 덧 붙이고 싶은 것은 입자간 강력 결합의 에너지가 커서 잠재적 에너지량이 엄청 크다고 볼수 있긴 하지만 이것이 직접적으로 상대성 이론에 기반한 것이라는 뚜렷한 근거는 못 되지 않나 싶은데 뭐 굳이 답변 안하셔도 되고 부연 설명 많이 다셔도 됩니다.
찝찝해서 마무리만 할게요ㅠㅠ 제가 말한건 인력만이 작용하는 field입니다. 헬륨의 양성자는 두 개 뿐이라 전자기력(척력)을 그다지 고려 안 해도 됩니다. 그러나 우라늄같은 애들은 척력을 고려해야하기에 에너지를 가해서 분열시키면 퍼텐셜이 작아지고 질량이 작아집니다. 철보다 가볍다--> 분열하면 질량 증가 철보다 무겁다--> 분열하면 질량 감소
E=mc² 공식이 실험과 정량적으로 정확히 일치한다고 합니다. 유럽입자물리 연구소(CERN)의 핵자 실험 보고서를 참고하실 수 있습니다. 따라서 상대론은 실험적으로 검증되었습니다. 의외로 21세기가 되어서야 정확하게 자리잡은 학문입니다. 20세기에는 태양의 중력 렌즈효과, 이런 간접적인 방법뿐이었지만 요샌 직접 다 때려뿌숴서 확인합니다.
헐~~ 그렇다고 한다면 또.... 암튼 알겠습니다. 설명 고맙습니다.
대략적인 방법은 1. 뿌수는데 필요한 에너지가 어느정도인지 직접 때려가며 핵자의 퍼텐셜에너지 측정 2. 분열 전/후 입자들의 관성력을 측정 3. 전/후 질량 추산 후 손실 질량 분석
넵~ 궁금증이 해결되셨다면 다행입니다.
화학적 반응도 똑같은 원리에요. 질량손실에 의한 에너지 방출입니다. 그 정도가 적어서 그렇지
질량 손실이야 일반적으로 수반되는 현상인거고 그렇다면 저 공식에 따르자면 일반적으로 발생하는 에너지량은 비교도 안되게 원자폭탄 수준의 에너지가 발생해야 된다고 보이는데 이게 맞다고 볼 수 있는 소리임?
응 맞어. ㅋ
뭐가 맞어 ㅋ
연갤어님, 화학반응의 질량 손실은 측정할 수 없습니다. 화학반응에서는 질량 손실이 관측불가능한 수준이고 제가 알기로 그정도의 관측이 가능한 연구시설은 지구에 한 두개 뿐일겁니다.
원자폭탄은 질량손실 단위가 8그램, 9그램 등으로 엄청납니다. 저울로 측정가능한 양의 질량결손이 발생하기 때문에 일반적으로 아예 측정이 불가능한 화학반응과는 비교가 안 됩니다. 화학반응의 결손단위는 eV입니다.
아... 화학반응은 질량손실이 거의 없는 게 맞는가 보다.
난 화학반응 하면 질량이 변화가 큰걸로 착각하고 있었음. 근데 이거 확실히 맞나.?.. 좀 아리까리 하네.ㅋ.. 연소돠 화학반응 같은거라 할 수 있을거 같은데 이것도 질량변화가 거의 없는 거였나??
화학 실험에서는 '반응 전후의 질량보존법칙'이라해서 연소전과 연소 후의 질량이 같다는 실험이 유명합니다. 실험적으로 같은겁니다. 최첨단 원자물리 시설을 갖춘 국제 연구소에서는 물리학적으로 그것이 반응 전후 질량이 사실은 미세하게 다르다는걸 기본입자 단위의 실험으로 증명합니다.
아...넵.... 그런가요..ㅋ
네. 화학반응은 유의미한 질량결손이 없다고 생각하시면 됩니다. 어느정도냐면 달이 지구를 공전하면서 중력파(=에너지)를 방출합니다. 그래서 달의 질량이 점점 줄어듭니다만.. 1000억년이 지나도 1ng도 안 줄어들겁니다. 그래서 달의 질량은 일정하다고 얘기합니다.
물리학이란게 이런 헷갈리는게 좀 있어요. 너무 작으면 없다고 칩니다. 그러나 필요할 때는 그 작은 양까지 고려해야합니다. 분야에 따라그때그때 유도리 있게 이해하시길 바라겠습니다.