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Albert Einstein

     
   

Un schéma s.v.p.

    Bonjour Monsieur Einstein,

je fais des recherches sur vous pour un travail en sciences physiques et j’aimerais bien que vous m’expliquiez ce que veut vraiment dire E=mc2. Je voudrais aussi avoir un petit schéma de votre théorie (si cela est possible). J’aimerais bien savoir ce que ce que veulent dire les initiales de E=mc2.

Merci d’avance pour votre compréhension…!

Lauriane Dubois, 13 ans



Bonjour Lauriane,

Je trouve cela très bien que tu t'intéresses à ce genre de choses et que tu demandes des explications. Tu es jeune, et j'espère que mes explications ne te troubleront pas trop.

Voici,
La formule que tu nommes, E=mc2, est aussi appelée équivalence masse-énergie. Elle vient de ma théorie de la relativité restreinte, que j'ai publiée en 1905. Pour des raisons d'ordre général, j'étais fermement convaincu qu'il ne peut exister de mouvement absolu et mon unique problème était de savoir comment réconcilier ce fait avec ce que nous savions de l'électrodynamique. Cette formule rappelle comment la matière peut être convertie en énergie, et l'énergie en matière. Elle rappelle qu'en physique, matière et énergie, c'est du pareil au même, c'est pour cela qu'on l'appelle «équivalence» masse-énergie.

Pour les initiales, cela s'appelle des «unités».

Le E, c'est de l'énergie.
Le M, c'est la masse de l'objet.
Le C, c'est la vitesse de la lumière, qui est égale à 300 000 km/s.
Le 2 veut dire qu'il faut mettre cette vitesse, C, au carré, ce qui fait un très gros nombre.

On voit ainsi que même une très petite masse peut générer une très grande quantité d'énergie lorsqu'elle est convertie en énergie.

Voici une explication plus compliquée, mais qui va t'aider à comprendre comment cette formule peut être utilisée pour calculer l'énergie d'une bombe atomique:
Les noyaux atomiques comprennent des protons et des neutrons liés par ce que l'on appelle la force forte. Nous savons également que la masse du noyau est toujours inférieure à la somme des masses individuelles des protons et des neutrons qui le constituent. C'est ce qu'on appelle le «défaut de masse». La différence mesure l'énergie de liaison nucléaire qui confère sa cohésion au noyau. Si un neutron entre en collision avec un atome d'uranium 235, l'uranium devient instable et se fissionne en un noyau Kr-89 et un noyau de Ba-144, libérant des rayons gamma, et deux neutrons, qui iront à leur tour entrer en collision avec d'autres noyaux d'uranium, créant une réaction en chaîne. La fission d'un seul noyau produit une moyenne de 2,4 neutrons et une énergie de 215 MeV. Comme la masse totale des deux noyaux produits par la fission est légèrement inférieure à la masse du noyau originel qui les a engendrés, cette fission est susceptible de libérer une quantité d'énergie prodigieuse, en raison du rapport E=mc2.

Pour te faire un schéma, il me faudrait pouvoir t'envoyer mon tableau, mais comme je ne peux pas, je vais te décrire en détail le fonctionnement des unités de la formule.

Toute énergie s'exprime en Joules, qui sont, en physique, des kg.m²/s². Voici donc pour la partie gauche de l'équation E=mc².
m, la masse, s'exprime en kg.
c, la vitesse de la lumière, s'exprime en m/s. Et comme il faut la mettre au carré, l'unité c² s'exprime en m²/s².

En guise de complément, de l'énergie, c'est le produit d'une force et du déplacement du point d'action de cette force dans son sens d'action.

D'où les unités:

force: N (Newton)
déplacement: m
- énergie: N.m (ce sont des Joules)

et comme une force, c'est le produit d'une masse et de l'accélération de cette masse:
masse: kg
accélération: m/s²
- force: kg.m/s²

et au final:
énergie: kg.m²/s²

Bonne chance pour ton travail,

Albert Einstein