[理學(xué)]狹義相對論課件(已修改)
2024-10-28 21:17 本頁面
【正文】 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 理學(xué)院 孫秋華 相對論質(zhì)量 一、相對論質(zhì)量 二、相對論動量 三、 相對論動能 四、 相對論能量 質(zhì)能關(guān)系 五、 相對論的能量與動量的關(guān)系 相對論中正確的力學(xué)規(guī)律必須滿足： （ 1）在洛侖茲變換下形式不變； （ 2）在非相對論條件（ vc)下還原為經(jīng)典力 學(xué)的形式。 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 理學(xué)院 孫秋華 一、 相對論動量 經(jīng)典力學(xué)中的動量： P=mv m=C 相應(yīng)的守恒定律在伽利略變換下保持不變。但該定義下的動量守恒定律在洛侖茲變換下不具不變性，可能的辦法： （ 1）修改動量的定義； （ 2）放棄“質(zhì)量不隨運動狀態(tài)改變”的觀 念，理論和實驗均表明：定義式可 不變，但要考慮質(zhì)量隨運動狀態(tài)改 變。 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 理學(xué)院 孫秋華 牛頓力學(xué)：質(zhì)量與速度無關(guān) 相對論力學(xué)：質(zhì)量與速度有關(guān)，否則動量守恒定律不能在洛侖茲變換下保持形式不變。 推導(dǎo) ： 設(shè) A、 B兩小球，靜止質(zhì)量都為 m0，且 A相對 S180。靜止； B相對 S系靜止， S180。系相對 S系以運動 ,如圖所示。 v A B S S180。 二、 相對論質(zhì)量 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 設(shè)： A、 B發(fā)生完全非彈性碰撞 0mmM ??由質(zhì)量守恒： 所以： 在 S系中： 設(shè)： A的運動質(zhì)量為 m, 碰后運動質(zhì)量為 M v A B S 碰前 碰后 v, 由動量守恒： vmmmvvM ????? )( 0）（ 1/)(/ 0 mmmvv ???理學(xué)院 孫秋華 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 在 S180。系中： u A B S180。 碰前 碰后 v180。 0mmM ???vmmmv ????? )( 0 ）（ 2/)(/ 0 mmmvv ?????由（ 1）（ 2）得 ： ）（ 3vv ?????利用洛侖茲變換： )4(/1 2cvvvvv???????由（ 3）（ 4）得 ： )5(11 22cvvvvv ?????第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 由（ 1）代入（ 5）得 ： 220/1 cvmm??動量 ： 定義 vcvmvmP???220/1 ???該式具有洛侖茲變換不變性，且 vc 時還原經(jīng)典力學(xué) 力學(xué)方程： dtdmvdtvdmdtPdF ???????當(dāng) vc時有 amdtvdmF ???0?? 力和加速度的關(guān)系 理學(xué)院 孫秋華 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 討論： 宏觀物體一般 v=104m/s,此時： 102200 21111 ???????? ??mmm微觀粒子速率接近光速如中子 v= mm ?牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速情況下的近似 2201cvmm??vc時， m成為負數(shù)，無意義所以光速是物體運動的極限速度。 理學(xué)院 孫秋華 第六
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1