狹義相對(duì)論ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-03-22 06:00本頁(yè)面
【正文】 cv ? 時(shí) ③ .相對(duì)論中 , ??m , cv ? 0?a物體運(yùn)動(dòng)極限速度為光速。光子靜止質(zhì)量為 0，可達(dá)光速。 , 0mm ?, cv ??質(zhì)量不變 aF m? 仍成立。 20)/(1 cvmm??e??mF?A1s2seF??x??B? 0s0B????? ?? ?u????? ?????? ?? ?? ? ??? ?R⑤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 （質(zhì)譜儀）： 常數(shù)???BRumeRmue u B2??????meumecumeme時(shí)：當(dāng)02201?66 質(zhì)量隨速率的變化 2211cv??實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 任何具有質(zhì)量為 m 速度為 v 的物體，必具有能量 2mcE ? 20 cmE k ?? 20 c?? 0E??E0 為靜止能量。 2）相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系 電子 999 06 Mev/c2 質(zhì)子 31 Mev/c2 中子 63 Mev/c2 氘核 39 Mev/c2 粒子的靜質(zhì)量一般用靜能量表示 速度 v?0 作功為 0?? kEW?? dxFE xk dxdtdP?? ?? v d P, )( v d PP d vPvd ??????? vk P dvPvE 0mv? vmP 0??v dvmmv v 002 ????20202 cmcmmv ????證明 設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿 x 軸從靜止開始作一維運(yùn)動(dòng)， 202 cmmc ??202 cmEmcE k ??? 【 證畢 】 22 )/(11 cv???00v m v dvγ? 0 20 1 ( / )v m v d vvc? ??220201 d 1 ( / )2 1 ( / )v mc vcvc? ? ???（ ）2200 2 1 ( / ) |2 vmc vc? ? ?22 2 2 000( 1 1 ( / ) )mcm c v c m cγ? ? ? ? ?22 2 2 021( 1 ) mcm v m c m cγ γ? ? ? ?幾點(diǎn)說(shuō)明： ① .E 稱為物體的總能量，包括動(dòng)能和靜止能量?jī)刹糠帧? 202 cmEmcE k ???② .物體靜止時(shí)， v=0， 20 cmE ? 0E?③ .物體動(dòng)能 EEEE k ???? 0202 cmmcE k ??20 )( cmm ?? 2mc??能量 質(zhì)量 ④ .原子核反應(yīng) 能量 質(zhì)量 核反應(yīng)堆 20 cmE ?? ?裂變能 重核裂變 ZYX ??質(zhì)量虧損 )( 0000 ZYX mmmm ????法 國(guó)： 76％； 立陶宛： 73％； 比利時(shí)： 58％； 保加利亞： 47％； 韓 國(guó)： 43％； 日 本： 36％；德 國(guó)： 30％ 美 國(guó)： 20％； 中 國(guó)：～ 10％ 煤電成本 /核電成本： 法國(guó)： ； 德國(guó)： ； 意大利： ； 日本： ； 韓國(guó)： … 100萬(wàn)千瓦容量機(jī)組使附近居民受到的輻射量比較： 煤電： /年；核電： /年 . 2022年止： 全世界運(yùn)行核電機(jī)組： 438臺(tái)； 總裝機(jī)容量： ； 占發(fā)電量： 16％ 小資料 22202 cPEE ??由相對(duì)論能量 2mcE ? 20 cm?? 220)/(1 cvcm??兩邊平方 2202222 )()/1()( cmcvmc ??證明： 22222022 )()( cvmcmmc ??E20cmpc3）相對(duì)論動(dòng)量與能量關(guān)系 , mvP ? , 200 cmE ? 2mcE ?有 22202 cPEE ?? 【 證畢 】 幾點(diǎn)說(shuō)明 ① .對(duì) m0=0 的光子其速度才能達(dá)到 c， 光子能量 22222022 )()( cvmcmmc ??② .由愛因斯坦光量子假設(shè)， PcE ? ?hE ?普朗克常數(shù) 34 ??? ?h ? 光子頻率 光子能量 ,PcE ? ?hE ?光子質(zhì)量 2cEm ?2ch??光子動(dòng)量 cEP ?ch???h?高能粒子碰撞中的資用能 可以用于粒子轉(zhuǎn)化的能量 (1) 求當(dāng)靶靜止時(shí)的資用能； (2) 求 對(duì)撞時(shí)的 資用能； (3) 哪種碰撞更有效？ A1+ A2? B 設(shè)加速粒子的動(dòng)能為 Ek（ mc2，粒子的靜能） 解 : 簡(jiǎn)單反應(yīng)，應(yīng)用動(dòng)量、能量守恒計(jì)算 1）靶靜止情況 為資用能， 20avE M c??為浪費(fèi)掉了。 kE?碰撞前： 202kE E m c??Ek M0 復(fù)合粒子 m0 Ek m0 2 2 2 2 2 4 20 0 0( ) ( 2 )k k kp c E m c m c E E m c? ? ? ? ?碰撞后： 2 2 2 40E p c M c? ? ???應(yīng)用動(dòng)量、能量守恒： EEpp ???? ,得到資用能 （ Ekm0c2 ） ： 2222 0 0 00 ( ) 222 kkM c m c Em c E m c? ?? ?2）對(duì)撞情況 M0 m0 Ek Ek m0 22002 212k kkE Emcm c E? ? ?3）對(duì)撞比靶靜止更有效 22002 2 2kkM c E m c E? ? ? ?資用能： 歐洲核子中心 （ CERN） 用 270Gev質(zhì)子轟擊靜止質(zhì)子 （ mc2 ? 1Gev） , 202 2 1 270 23km c E ? ? ? ?G e V G e V資用能僅為： 1982年改為用 270Gev質(zhì)子 反質(zhì)子對(duì)撞 ， 資用能增大到 G eV5 4 02 ?? kav EE相當(dāng)于靜止靶情況的 23倍 ， 有利于產(chǎn)生新粒子 。 因此 ， 在這臺(tái)對(duì)撞機(jī)上發(fā)現(xiàn)了 W?和 Z0粒子 ， 證實(shí)了弱電統(tǒng)一理論 。 (, der Meer, 1984 諾貝爾物理學(xué) 獎(jiǎng) ) 歐洲核子中心 CERN 宇宙誕生后的百萬(wàn)分之幾秒內(nèi) ， 曾存在一種 “ 夸克膠子等離子體 ” 物質(zhì) 。 在夸克 膠子等離子體中 ， 夸克和膠子等基本粒子處于自由狀態(tài) 。 它們隨宇宙的冷卻結(jié)合成質(zhì)子和中子等亞原子粒子 ， 后者又形成原子核 ， 最終產(chǎn)生原子以及今天的宇宙萬(wàn)物 。 美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 （ BNL） 通過(guò)金原子核對(duì)撞 ， 試圖獲得夸克 膠子等離子體 ， 并宣布找到了這種物質(zhì)存在的新證據(jù) 。 兩個(gè)靜質(zhì)量為 m的粒子 A1和 A2碰撞產(chǎn)生靜質(zhì)量為 M（ m ） 的新粒子 B的反應(yīng)為 A1+ A2? A1+ A2+ B 當(dāng)所有產(chǎn)物粒子相對(duì)靜止時(shí) ， 用于加速粒子的能量最小 。 求加速粒子的最小能量 。 (1) 靶 A2靜止情況； (2) 對(duì)撞情況。 復(fù)雜反應(yīng)，用反應(yīng)前后不變量相等計(jì)算。 反應(yīng)前的不變量在實(shí)驗(yàn)室系計(jì)算。 反應(yīng)后的不變量在粒子系計(jì)算。 【 提示 】 思考題 ? 復(fù)習(xí)相關(guān)章節(jié) ? 習(xí)題 : 29,32,36,37,39,42,47 ? 預(yù)習(xí) :狹義相對(duì)論
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