La célèbre formule d'Albert Einstein, E=mc2, permet de comprendre d'où le Soleil tire son énergie. Une masse m est équivalente à une énergie E. Ces deux quantités sont directement proportionnelles. Le facteur de proportionnalité est le carré de la vitesse de la lumière c.
La relation E=mc2 exprime l'équivalence entre la masse et l'énergie. Si on multiplie la masse m d'un corps par la constante physique c (qui représente par ailleurs la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière dans le vide) au carré, alors on obtient une énergie.
Célèbre formule d'Albert Einstein signifiant que l'énergie (E) est égale à la masse (m) multipliée par le carré de la vitesse de la lumière (c).
La formule E = mc² indique explicitement que cette énergie de masse se calcule en multipliant la masse par le carré de la vitesse de la lumière. Dans cette opération, la vitesse de la lumière change de statut.
Correspondance entre masse et énergie
En 1905, quand il a exprimé sa théorie de la relativité restreinte, Albert Einstein a indiqué une correspondance entre l'énergie et la masse. Cela signifie que si un système produit de l'énergie, sa masse va diminuer et au contraire sa masse va augmenter s'il absorbe de l'énergie.
Pendant une seconde la variation d'énergie du Soleil est donc ΔE = -3,8.1026 J (le signe est négatif car cette énergie est perdue par le système Soleil. A chaque seconde le Soleil convertit donc une masse de 4,2.109 kg (4,2 millions de tonnes) en rayonnement.
Transformation de l'hydrogène en hélium dans le Soleil
Comme toute étoile, le Soleil est un gigantesque réacteur nucléaire. En son cœur, des réactions nucléaires de fusion ont lieu, au cours desquelles l'hydrogène est transformé en hélium en libérant de l'énergie.
La relativité générale est une théorie de la gravitation qui a été développée par Albert Einstein entre 1907 et 1915. Selon la relativité générale, l'attraction gravitationnelle que l'on observe entre les masses est provoquée par une déformation de l'espace et du temps par ces masses.
La première conséquence de la relativité d'Einstein est que la simultanéité de deux événements est relative à l'observateur. Une autre conséquence est que la durée séparant deux événements dépend du référentiel dans lequel on la mesure. Ces conséquences découlent d'un renversement conceptuel important.
c est la vitesse de la lumière dans le vide, soit 299 792 458 m/s = 2,997 924 58 × 108 m/s (environ 300 000 km/s ), ce qui correspond à un facteur c2 d'environ 9 × 1016 m2 s−2 .
Dans un milieu donné, la fréquence et la longueur d'onde sont liées par la formule : λ=c/f=c*T ou λ est la longueur d'onde en mètre (m), c la célérité de propagation de l'onde en mètre par seconde (m.s-1), f la fréquence (Hz) et T la période (s).
E = h ν = h c/λ
E : énergie en J ; h : constante de Planck = 6,63 10-34 J.s ; ν fréquence en s-1 ; c : vitesse de la lumière = environ 3.108 m/s ; λ : longueur d'onde en m.
En termes de fréquence
La relation indique simplement que l'énergie d'un photon est proportionnelle à sa fréquence. La constante de proportionnalité étant la constante de Planck.
Énergie (Wh) = Puissance (en watts) x temps (en heures)
Remarque : D' après la formule E = P x t , on en déduit P = E / t La puissance consommée par un appareil correspond donc à l'énergie électrique que cet appareil transforme chaque seconde.
L'énergie cinétique est notés Ec et s'exprime en Joules (J). Elle correspond à l'énergie accumulée par un objet lancé à une vitesse v . son énergie cinétique vaut : Ec = ½ x m x v²
Le temps n'est pas dilaté que par la masse des objets, mais aussi par leur vitesse.
Le temps s'écoule plus lentement pour un système en mouvement que pour un système fixe : c'est la dilatation du temps d'un système en mouvement. On dit que le temps est relatif. On parle de relativité restreinte car cette théorie est limitée aux objets en mouvement rectiligne uniforme.
Sa plus célèbre équation, simplifiée par la formule "E=mc²", revient à trouver une équivalence entre l'énergie et la masse de matière d'un système donné. L'astrophysique et la cosmologie lui doivent l'identification de la gravitation comme une courbure de l'espace-temps.
Einstein proposa que la force de la gravité est due à la courbure à la fois de nos trois dimensions d'espace et de la dimension de temps; on parle alors de courbure de l'espace-temps 1.
La dilatation du temps est un effet de relativité restreinte selon lequel une horloge animée d'une certaine vitesse par rapport à un référentiel que nous qualifierons de fixe sera vue battre le temps à un rythme plus lent quand on le rapporte à celui des horloges de ce référentiel. Ce phénomène de ralentissement.
L'expression théorie de la relativité renvoie le plus souvent à deux théories complémentaires élaborées par Albert Einstein et Mileva Marić : la relativité restreinte (1905) et la relativité générale (1915).
Il existe 4 types d'énergie solaire : l'énergie photovoltaïque, l'énergie thermique, l'énergie aérovoltaïque et l'énergie solaire thermodynamique.
L'énergie solaire est issue des réactions de fusion nucléaire qui animent le Soleil. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau, du vent et de la photosynthèse du règne végétal.
L'énergie du Soleil est à la base de la vie sur Terre. En plus de créer un climat habitable, elle rend possible la photosynthèse des végétaux. L'énergie solaire est alors transformée en énergie chimique qui sera ensuite utilisable par tous les êtres vivants.