狹義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ).ppt
《狹義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ).ppt》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《狹義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ).ppt(25頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
狹義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ),一、相對(duì)論質(zhì)量二、相對(duì)論動(dòng)量三、相對(duì)論動(dòng)能四、相對(duì)論能量質(zhì)能關(guān)系五、相對(duì)論的能量動(dòng)量關(guān)系,一、相對(duì)論質(zhì)量,動(dòng)量定義,牛頓力學(xué):質(zhì)量與速度無(wú)關(guān),相對(duì)論力學(xué):質(zhì)量與速度有關(guān),否則動(dòng)量守恒定律不能在洛侖茲變換下保持形式不變。,說(shuō)明:,S系:有M,靜止于O,t時(shí)刻分裂,據(jù)動(dòng)量守恒定律,A、B速率應(yīng)相等,設(shè):,S相對(duì)S以u(píng)運(yùn)動(dòng),S中A靜止,B運(yùn)動(dòng),O相對(duì)O的速度為u,據(jù)相對(duì)論速度變換:,所以,S系:分裂前粒子速度為u,動(dòng)量為Mu,分裂后A、B總動(dòng)量為mBvB,質(zhì)量守恒:MmA+mB,動(dòng)量守恒:Mu=mBvB,即:,在牛頓力學(xué)中:mA=mB=m上式為:,顯然不成立,應(yīng)該:動(dòng)量守恒定律在任何慣性系中均成立,且動(dòng)量定義保持不變。,考慮:mA、mB為各自速率的函數(shù)mAmB,代入mB得:,記作:,m稱(chēng)相對(duì)論性質(zhì)量。式中v為粒子相對(duì)某一參照系的速率。,牛頓力學(xué),1、宏觀(guān)物體一般v=104m/s,此時(shí):,微觀(guān)粒子速率接近光速如中子v=0.98c時(shí),vc時(shí),m成為負(fù)數(shù),無(wú)意義所以光速是物體運(yùn)動(dòng)的極限速度。,2、,牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速情況下的近似,二、相對(duì)論動(dòng)量,相對(duì)論動(dòng)量可表示為:,根據(jù):,在相對(duì)論力學(xué)中仍用動(dòng)量變化率定義質(zhì)點(diǎn)受到的作用力,即:,注意:質(zhì)量隨速度變化,三、相對(duì)論動(dòng)能,仍用力對(duì)粒子做功計(jì)算粒子動(dòng)能的增量,并用EK表示粒子速率為v時(shí)的動(dòng)能,則有,即相對(duì)論動(dòng)能公式。,則:,又回到了牛頓力學(xué)的動(dòng)能公式。,當(dāng)vc時(shí):,根據(jù),可以得到粒子速率由動(dòng)能表示的關(guān)系為:,表明:當(dāng)粒子的動(dòng)能由于力對(duì)其做功而增大時(shí),速率也增大。但速率的極限是c,按照牛頓定律,動(dòng)能增大時(shí),速率可以無(wú)限增大。實(shí)際上是不可能的。,四、相對(duì)論能量質(zhì)能關(guān)系,靜止能量,動(dòng)能,總能量,為粒子以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)的總能量,動(dòng)能為總能和靜能之差。,結(jié)論:一定的質(zhì)量相應(yīng)于一定的能量,二者的數(shù)值只相差一個(gè)恒定的因子c2。,為相對(duì)論的質(zhì)能關(guān)系式,按相對(duì)論思維概念,幾個(gè)粒子在相互作用過(guò)程中,最一般的能量守恒應(yīng)表示為:,表示質(zhì)量守恒,歷史上:,能量守恒,動(dòng)量守恒,獨(dú)立,相對(duì)論中:,統(tǒng)一,放射性蛻變、原子核反應(yīng)的證明。,核反應(yīng)中:,反應(yīng)前:,反應(yīng)后:,靜質(zhì)量m01總動(dòng)能EK1,靜質(zhì)量m02總動(dòng)能EK2,能量守恒:,因此:,核反應(yīng)中釋放的能量相應(yīng)于一定的質(zhì)量虧損。,總靜止質(zhì)量的減小質(zhì)量虧損,總動(dòng)能增量,例1、在S參照系中有兩個(gè)靜止質(zhì)量均為m0的粒子A、B。分別以速度相向運(yùn)動(dòng),相撞后合在一起成為一個(gè)靜止質(zhì)量為M0的粒子。求M0,據(jù)能量守恒:,即:,可見(jiàn),在此題中設(shè)有S系以速度運(yùn)動(dòng),證明在此參照系中A、B在碰撞前后動(dòng)量守恒。,證明:用速度變換可以得到,合成粒子的速度:,碰前總動(dòng)量為:,前已證明:,所以:,碰后合成粒子的總動(dòng)量為:,M可以通過(guò)能量守恒求出:,可見(jiàn):,可見(jiàn)在S系中動(dòng)量守恒的表達(dá)式形式與S系中相同。同時(shí)證明動(dòng)量守恒的不變性和能量守恒的不變性是相互聯(lián)系在一起的。,各種粒子的靜止質(zhì)量為:,氘核:m1=3.343710-27kg,氚核:m2=5.004910-27kg,氦核:m3=60642510-27kg,中子:m4=1.675010-27kg,求這一熱核反應(yīng)釋放的能量是多少?,解:質(zhì)量虧損為:,相應(yīng)釋放的能量為:,1kg這種核燃料所釋放的能量為:,這相當(dāng)于同質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)煤燃燒所釋放熱量的1千多萬(wàn)倍!,五、相對(duì)論的能量動(dòng)量關(guān)系,由上式得:,即相對(duì)論的動(dòng)量能量關(guān)系式,以E、Pc、m0c2表示三角形的三邊,可構(gòu)成直角三角形。,動(dòng)能為EK的粒子:,代入上式得:,回到了牛頓力學(xué)。,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 狹義相對(duì)論 動(dòng)力學(xué) 基礎(chǔ)
鏈接地址:http://www.szxfmmzy.com/p-3427252.html