《15相对论动量质能关系.pptVIP

第4章 狭义相对论 P.*/51 P.*/76 质点动力学 1. 狭义相对论的相对性原理: 物理规律对所有惯性系都是一样的, 不存在任何一个特殊的惯性系． 2. 光速不变原理: 在任何惯性系中, 光在真空中的速率都相等. 4.1.2 爱因斯坦基本假设 ? 包括两个意思: 光速不随观察者的运动而变化 光速不随光源的运动而变化 爱因斯坦的两个基本假设, 抛开了以太说, 又不必修改麦克斯韦电磁理论的结果, “光速不变”与麦克斯韦预言光的传播速率在所有惯性系中都相同是一致的. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 令 正变换 洛伦兹变换的意义 (1) 洛伦兹变换是不同惯性系之间时空变换的普遍公式 时 洛伦兹变换→伽利略变换, 满足伽利略相对性原理. (2) 与光速不变原理以及真空中光速为速率极限的实验事实相符. (3) 建立了新的时空观 ? 时间, 空间彼此关联, 并与物质本身和运动形式密不可分, 形成四维时空概念: 不是“时” “空”分离, 而是“时-空”一体. ? 不同惯性系中的观察者有各自不同的时空观念, 不存在对所有观察者都相同的绝对时间和绝对空间. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3.2 洛伦兹速度变换 根据洛伦兹坐标变换, 可以导 出洛伦兹速度变换: 其中: 叫做“相对论因子” (2) 低速时, 洛伦兹速度变换近似为伽利略速度变换. 讨论: (1) 物体相对不同惯性系的速度不仅在相对运动方向上的分量不同, 在垂直于相对运动方向上的分量也不同. ? u c 时, 时, (3) 洛伦兹速度变换与光速不变原理相符 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.5.1 相对论质量和动量 §4.5 相对论动力学基础 经典力学认为物体的惯性(质量)是不变的, 和物体的运动无关, 而实际上惯性是否真的不变的呢? 1. 相对论质量 M分裂成两块 分裂前 分裂后 分裂前 分裂后 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. K 系: B 静止, 质量 mB为静止质量 m0 质-速关系 A 运动, 质量 mA为运动质量 m 考夫曼实验结果: 电子的质量随速率变化 讨论: (1) 普遍性: (2) 相对性: v c时, m(v ) = m0 ? 牛顿力学; v ? c 时, m ? ? 在F作用下, a ? 0 ? c 是极限速率. 质量具有相对性, 反映了物质本身与运动不可分割. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2. 相对论动量 在低速时, 退化为经典力学. 4.5.2 力和加速度的关系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.5.3 相对论能量 经典力学中, 动能为 相对论力学中是否有: 由动能定理 1. 相对论动能 ? 在相对论中, 认为动能定理仍适用. 若取质点速率为零时动能为零. 则质点动能就是其从静止到以速率 v 运动的过程中, 合外力做的功. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 讨论: 2. 质能关系 相对论动能: 相对论静止能: 相对论总能量: 质能关系: 反映质量与能量不可分割, 任