第十六章12-19相对论

1、1长度收缩若不是同时发生的两事件必须用洛仑兹变换:时间延长：静系中同一地点两个事件的时间间隔。若不是同一地点发生的两事件必须用洛仑兹变换.注意:静系中的长度动系中的长度（两端必须同时测量）2例：一宇宙飞船相对地球以0.8c速度飞行,一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为90m，地球上测得光脉冲从船尾发出和到达船头两事件的空间间隔为多少？解：飞船系地球系判断下面作法是否正确？第一种：用长度缩短公式：地球上测得两事件的空间坐标不同时第二种：用时间延长公式：飞船上测得两事件的空间坐标不同地正确解：船尾发出到达船头31. 质速关系牛顿力学：质量与速度无关相对论力学：16.4 相对论的动力学

2、基础对运动在质点，沿运动方向施力（恒力）恒加速度使质点速度无限增加，直至无穷大m不是常数相对论质量动量、动量守恒定律形式在洛仑兹变换下保持不变满足爱相对性原理相对论力学中动力学方程4速度不能无限大，极限为c结论：m0: 静止质量:物体相对参照系静止时（一般的宏观物体）m: 相对论质量:物体相对参照系以v运动时不是两系的相对速度同一物体相对不同参照系，速度不同，质量不同宏观物体v=104m/s时微观粒子速率接近光速如中子v=0.98c 时vc时，m成为负数，所以光速是物体运动的极限速度讨论：52. 质能关系牛顿力学：相对论力学：动能定义：力对物体做功=物体动能的增量:动能定义不变：由分部积分公式

3、：相对论动能公式。2.1 相对论中的动能公式：6则：1. 当vc时:讨论：回到牛顿力学的动能公式。2. 由此表明速率的极限是c ，按照牛顿定律，动能增大时，速率可以无限增大。实际上是不可能的。即需对物体提供无限大的功。72.2 相对论中能量、质能关系静止能量动能总能量为物体以速率v运动时的总能量相对论中的质能关系式说明：表明质量、能量不可分，一定质量相应一定能量能量守恒、质量守恒统一起来系统的Ek、E0、m0不守恒总质量、总能量守恒总能量:8原子弹、核动力等大量实验事实证实、利用了这一结论爱1905年预言的巨大的能量原子弹爆炸时碎片动能的来源普通炸弹爆炸时碎片动能的来自于炸药的化学能一定质量的

4、亏损意味着一定能量的释放问题：1）在什么速度下粒子的动量是非相对论动量（牛顿力学中）大两倍？2）在什么速度下的动能等于它的静止能量？ 1)由题意解：2)由题意9例： 在S参照系中有两个静止质量均为m0的粒子A、B 。分别以速度 相向运动，相撞后合在一起成为一个静止质量为M0的粒子。求M 0 解：设合成粒子质量M、速度V 据动量守恒据能量守恒：即：可见损失的动能转换成静能结合能10例 在一种热核反应 中各种粒子的静 止质量为：氘核：m1=3.343710-27kg氚核：m2=5.004910-27kg氦核：m3=60642510-27kg中子：m4=1.675010-27kg求这一热核反应释放的

5、能量是多少？解：质量亏损为：相应释放的能量为：1kg这种核燃料所释放的能量为：相当于同质量的优质煤燃烧所释放热量的1千多万倍！113.相对论的能量动量关系相对论的动量能量关系式PcE E0以E、Pc、E0表示三角形的三边，可构成直角三角形。*光子：12狭义相对论两个基本原理相对论时空观相对论动力学光速不变原理爱相对性原理同时的相对性时间膨胀效应长度缩短效应质速关系动力学方程能量关系质能关系：总能E=mc2,静能：E0=m0c2动能：Ek=mc2-m0c2能量动量关系：E2=P2c2+E02洛仑兹坐标变换速度变换13解：1）乙：甲：习题9：观察者乙以 的速度相对于静止的观察者甲运动，求 1）乙带质量1Kg的物体，甲测得质量为多少？ 2）乙测得物体总能量为多