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文档简介

1、狭义相对论质点动力学基础 狭义相对论质点动力学基础在相对论中,能量、动量、角动量、力、功等等物理量以及质点动力学规律都面临重新定义的问题。如何定义?相对论的质点动力学规律必须满足两个基本原则:一、力与动量与牛顿力学中形式相同 1)基本规律在洛仑兹变换下形式不变 动量定理(守恒定律)动能定理(能量守恒)等 2)低速时回到牛顿力学 质量 由力的定义式有:持续作用持续但 的上限是 cm 随速率增大而增大所以质量必须是的形式。实验证明相对论质量C关系曲线1)合理性(速度愈大质量-惯性愈大)2)实验证明其正确性(特殊情况下可理论证明)讨论相对论质量C3) 是粒子相对于某一参照系的速率。同一粒子相对于不同

2、参照系的速率不同,故在这些参照系中测得的这一粒子的质量也不同。质量的测量是相对的。与参照系有关。 m0-静止质量加速就越难 5) 当v c 时, m m0,这时可认为物体的质量与速率 无关,就等于静止质量。牛顿力学讨论的情况。 6)由于空间的各向同性,质量与速度方向无关 7)由相对论质量式得到相对论动量:注意与经典动量的差异哟无意义,光速是极限速率.相对论动能(是一个全新的形式)推导的基本出发点是动能定理 (因为力作功改变能量这是合理的) 令质点从静止开始,求出力所做的功 就是动能表达式 推导:由有两边微分:得由动能定理相对论动能太不熟悉了讨论2)当v c时,可以证明强力提醒:相对论粒子动能是

3、:牛顿粒子动能是:1)与经典动能形式完全不同若电子速度为四、相对论能量运动时的能量静止时的能量相对论总能量:-质能关系式为开创原子能时代提供了理论基础,被看作是具有划时代意义的理论公式,已成为纪念爱因斯坦伟大功绩的标志。讨论任何宏观静止的物体本身都蕴藏着巨大的能量能量守恒与质量守恒相连动能增加必然减少静能核反应中的基本关系1千克的物质所包含的静能 可供一个100 座楼,每座楼 200 套房,年耗电量 的小区用约 33 年。 (1千克汽油的燃烧值为 ) 1克铀裂变释放的能量是1克煤的250万倍。1克氘聚变释放能量是铀的4倍,煤的1000万倍。核反应堆核电站若物体的能量有 变化,则其质量必有相应的改变 ,有关系式 核反应 惯性质量的增加和能量的增加相联系,质量的大小应标志着能量的大小,这是相对论的又一极其重要的推论。 相对论的质能关系为开创原子能时代提供了理论基础, 这是一个具有划时代意义的理论公式。 相对论把能量守恒和质量守恒这两条自然规律统一起来了。相对论质量是能量的量度高能物理中,把能量按质量称呼,如说电子质量是 0.511MeV实际是电子的静能相对论质能关系 质能关系预言:物质的质量就是能量的一种储藏质量亏损 能量释放例 已知两个氘核 可聚变成一氦核 , 试问这个核聚变中有多少能量被释放出来

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