[理學(xué)]狹義相對論課件-展示頁
2024-10-25 21:17本頁面
【正文】 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。 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。靜止； B相對 S系靜止， S180。 v A B S S180。系中： u A B S180。 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(fù)數(shù)，無意義所以光速是物體運(yùn)動的極限速度。 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) 202 cmmcE K ??則： 又回到了牛頓力學(xué)的動能公式。但速率的極限是 c ， 按照牛頓定律，動能增大時，速率可以無限增大。 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) 202 cmmcE K ??靜止能量 動能 總能量 2mcE ? 為粒子以速率 v運(yùn)動時的總能量 0EEE K ??動能為總能和靜能之差。 2mcE ?為相對論的質(zhì)能關(guān)系式 相對論中能量守恒應(yīng)表示為 常量?? ?? )( 2cmEiiii理學(xué)院 孫秋華 相對論能量 第六章 狹義相對論基礎(chǔ) 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用 反應(yīng)前： 反應(yīng)后： 靜質(zhì)量 m01 總動能 EK1 靜質(zhì)量 m02 總動能 EK2 能量守恒： 22021201 KK EcmEcm ???因此： 2020212 )( cmmEE KK ???20 cmE ???核反應(yīng)中釋放的能量相應(yīng)于一定的質(zhì)量虧損。 分別以速度 、 相向運(yùn)動，相撞后
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