1905年、物理学者のアインシュタインは相対性理論を提唱し、 「質量とエネルギーは同等である」 と示しました。この 質量とエネルギーの等価関係 を学習するために、まずは2つの重要な単位をおさえておきましょう。

質量とエネルギーの関係では、陽子や中性子などの非常に小さな粒子の質量を扱います。これまで質量の単位は[kg]を使っていましたが、原子レベルの質量は 1[u(ユニット)] を基本単位として考えます。 1[u] は、 質量数12の炭素原子1個の質量を12で割ったもの を表します。

質量数12の炭素原子の中には陽子と中性子が合計で12含まれていますが、陽子と中性子の質量はほぼ同じであるため、 1[u]は近似的に陽子、中性子の1個あたりの質量 になるのですね。

さらにエネルギーの単位は、以前に学習した [eV(エレクトロンボルト)] を使います。 1[eV] とは 電子を1[V]で加速したときのエネルギー でしたね。

1[ev] を[J]で表すと e×1[J] でした。つまり、[eV]を[J]に直すにはe倍、[J]を[eV]に直すにはeで割れば良いのです。この換算もしっかりと覚えておきましょう。