Формула E=mc², иначе говоря, эквивалентность массы и энергии - физическая концепция теории относительности. Согласно ей, полная энергия системы в состоянии покоя равна ее массе умноженной на размерный множитель -квадрат скорости света в вакууме.
Концепция означает, что инвариантная масса (масса покоя) тела равна с точностью до постоянного множителя энергии, заключенной в нем, т.е. энергии измеренной или вычисленной в сопутствующей системе отсчета(в системе отсчета покоя), так называемой энергии покоя или в широком смысле внутренней энергией, т.е.
E₀=mc² (где E₀ -энергия покоя, m-масса покоя).
Принцип эквивалентности массы и энергии сформулирован Эйнштейном при построении СТО. Он показал, что для свободнодвижущейся частицы в любой замкнутой системе частиц выполняются соотношения:
E²-p² c²=m²c⁴; p=Ev/c² (p и v -вектор(выделено курсивом))
Эти формулы остаются справедливыми и для объектов, движущихся со скоростью света, их масса равна 0.
Примером частицы, масса которой =0 является фотон -переносчик электромагнитного взаимодействия. Из приведенных выше формул мы видим, что для фотона: E=pc; v=c.
В вакууме энергия и импульс
фотона зависят только от его частоты
ν (или, что эквивалентно, от длины волны λ =c/
ν):
E=ℏω=hν.