言霊・楽習社(がくしゅうしゃ) ~心豊かに、言葉を生み、人生を潤す~
語源や考えたこと、お気に入りの歌や発想法、雑学など、政治経済社会の時事ネタも書いたりしています。また、楽習社とは私の脳内にある架空の企業です。現実世界での所属組織や職業が変わろうとも、生涯、理系・文系を問わず、古今東西の学問を楽習(がくしゅう)して、生きていきたいので、架空の企業名を勤務先にしています。その会社を退職する時は私の人生が終焉する時です。.

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ヒトの体の質量など物質の質量の99%はあるエネルギーに由来する・・・エネルギーと質量の等価性、原子核内に作用する「強い力」

今日は、2017年(平成29年) 6月11日 日曜日

ヒトの体の質量のうち、いや、ヒトだけでなく
物質の質量の99%はエネルギーに由来する
ものだという。

それは、大きく2つのことが関係している。

1つ目は、エネルギーと質量の等価性。

2つ目は、原子核内に作用する「強い力」。

1つ目の「エネルギーと質量の等価性」から
説明すると、
アインシュタインが特殊相対性理論から導き出した。
この公式

エネルギーと質量

そう、エネルギー=質量×光の速度の2乗

この公式から導き出された兵器が原子爆弾である。
エネルギーと質量は等しいということは、
右辺の質量が減ったとすると、
その減った分、「=(イコール)」を
成り立つためには左辺のエネルギーが増える必要がある。

広島に投下された原子爆弾では、
爆弾に搭載されたウラン64kgのうち
核分裂反応を起こしのは、わずか1kgで、
そして、わずか0.6グラムが質量からエネルギーに
転化しただけで、広島市を破壊しつくした。
なぜ、そんな大きなエネルギーになるかといえば、
エネルギーに転化された質量が小さくても
その小さい質量に
秒速30万kmという光の速度の2乗をかけるからだ。
まあ、900億という大きな数値をかけることとなる。

さて、原爆の話はさておき、
そのように、エネルギーと質量の等価性という
原理を踏まえて、
2つ目の原子核内に作用する「強い力」のエネルギーに
ついて説明する。

水素や炭素などの原子は、
中性子と陽子と電子から構成されるが、
電子は中性子と陽子に比べると極々小さいので、
原子の質量は、ほぼ中性子と陽子から構成される
原子の中心の原子核の質量と等しいとなる。

その中性子と陽子は
それぞれ3つのクォークから成り立っているが、
クォークの質量を足しても、
中性子と陽子から成る原子核の
質量のわずか1%にしかならない。

残りの99%は、
クォークを陽子や中性子の中に閉じ込めている
「強い力」のエネルギーが
「エネルギーと質量の等価性」により、
原子核の質量となっているのだ。

99%の質量の源がエネルギーである
様々な原子によって、ヒトの体をはじめ
様々な物質が作られているのである。


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テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術


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