Nyckelskillnaden mellan energi och materia är att energi inte har någon mätbar massa medan materia har en mätbar massa.
Energi och materia är två mycket viktiga storheter i fysiken. Dessa begrepp har en mycket viktig plats inom områdena fysik, relativitetsteori, astronomi, kosmologi, astrofysik och stjärnutveckling. Det är oerhört viktigt att ha en gedigen förståelse för dessa begrepp för att kunna utmärka sig inom något av dessa områden.
Vad är energi?
Energi är ett icke-intuitivt koncept. Termen "energi" kommer från det grekiska ordet "energeia", som betyder drift eller aktivitet. I denna mening är energi mekanismen bakom en aktivitet. Dessutom är energi inte en direkt observerbar storhet. Vi kan dock beräkna det genom att mäta externa egenskaper.
Vi kan hitta energi i många former. Kinetisk energi, termisk energi och potentiell energi är för att nämna några. Förr trodde folk att energi var en bevarad egenskap i universum, men utvecklingen av den speciella relativitetsteorin förändrade denna idé. Relativitetsteorin, tillsammans med kvantmekaniken, visade att energi och massa är utbytbara. Sålunda ger upphov till energin – massbevarande av universum.
Figur 01: Elektricitet är en form av energi
Men när kärnfusion eller kärnklyvning inte är närvarande, bevaras energin i ett system. Kinetisk energi är den energi som orsakar ett objekts rörelser medan potentiell energi uppstår från den energi som lagras i ett objekt, på grund av objektets position, arrangemang eller tillstånd. Dessutom uppstår termisk energi på grund av temperaturen.
Forskare tror fortfarande att det finns andra typer av energi i detta universum som ännu inte har upptäckts. De har kategoriserat denna energi som mörk energi, och de tror att den är en stor del av universums totala energi.
Vad är materia?
Tidigare var materia ett annat namn för "material". I detta sammanhang var materia allt som var påtagligt. Men när Einstein postulerade relativitetsteorin 1905, bröt nästan allt klassiskt samman. Han fortsatte med att visa att vågor ibland betedde sig som partiklar och partiklar betedde sig som vågor. Detta var alltså känt som våg-partikeldualiteten. Det ledde till föreningen mellan massa och energi; båda dessa kvantiteter är två former av materia.
Dessutom kan vi kategorisera ämnen enligt många kriterier. Genom den fysiska formen kan vi kategorisera det som gas, flytande, fast och plasma. Genom detektionsmetoder kan vi separera det som normal materia och mörk materia. Dessutom, beroende på typen av den uppmätta kvantiteten, är den i två typer, som massa och vågor.
Figur 02: Olika tillstånd av materia och möjliga övergångar mellan dem
Den berömda ekvationen E=mc2 ger oss mängden energi vi kan få från "m" mängd massa. I universum är mängden materia bevarad. Vidare leder reaktionerna i solen till en kärnfusion där massa omvandlas till energi. Högenergifotonkollisioner producerar materia-antimateria-par där energi omvandlas till materia. I relativitetsteorin är massa inte en absolut storhet. En massa som rör sig med hög hastighet i förhållande till observatören kommer att visa mer massa än en massa i vila.
Vad är skillnaden mellan energi och materia?
Energi är förmågan att utföra arbete medan materia är vilken substans som helst som har massa och tar upp plats genom att ha volym. Så den viktigaste skillnaden mellan energi och materia är att energi inte har någon mätbar massa, medan materia har en mätbar massa. På samma sätt har energi ingen volym medan materia upptar en mätbar volym. Därför härrör från ovanstående en annan betydande skillnad mellan energi och materia. Det är; energi är en egenskap hos ett objekt, medan materia är ett objekt som har en massa och volym.
Infografiken nedan visar fler jämförelser relaterade till skillnaden mellan energi och materia.
Sammanfattning – Energi vs materia
Energi och materia är närbesläktade termer. Ännu viktigare, materia kommer i två former som energi och massa. Materia är vilket ämne som helst som har en massa och en volym, men energi är en egenskap hos ett ämne. Den viktigaste skillnaden mellan energi och materia är därför att energi inte har någon mätbar massa medan materia har en mätbar massa.
