相对论的质量和动量课件.pptVIP

一、相对论质量 牛顿力学：质量与速度无关 相对论力学： §7 相对论的质量和动量 实验证明 m0 静止粒子质量 m 运动粒子质量 为粒子相对某 一参照系的速率。 牛顿力学 讨论 1) 牛顿力学是相对论力学在低速情况下的近似 / 微观粒子速率接近光速如中子v=0.98c时 vc时，m成为负数，无意义所以光速是物体运动的极限速度。 3) 2) 如：地球公转速度 , 此时： / 二、相对论动量 相对论动量可表示为： 根据： 在相对论力学中仍用动量变化率定义质点受到的作用力，即： 注意：质量随速度变化 / 一、相对论动能 仍用力对粒子做功计算粒子动能的增量，并用 EK 表示粒子速率为 v 时的动能，则有 §8 相对论能量 / 将 两边求微分: 即相对论动能公式。 / 则： 又回到了牛顿力学的动能公式。 当 vc时: 用台劳级数展开, / 根据 可以得到粒子速率由动能表示的关系为： 表明：当粒子的动能由于力对其做功而增大时，速率也增大。但速率的极限是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。 / 二、相对论能量 质能关系 静止能量 动能 总能量 为粒子以速率 v 运动时的总能量 动能为总能和静能之差。 结论：一定的质量相应于一定的能量，二者的数值只相差一个恒定的因子c2 。 为相对论的质能关系式 / 按相对论思维概念，几个粒子在相互作用过程中，最一般的能量守恒应表示为： 表示质量守恒 能量守恒 动量守恒 历史上两规律的发现是独立的 在相对论中是 统一的 放射性蜕变、原子核反应及高能粒子实验给予证明。 / 核反应中： 反应前： 反应后： 静质量 m01 总动能EK1 静质量 m02 总动能EK2 能量守恒： 因此： 核反应中释放的能量相应于一定的质量亏损。 总静止质量的减小 质量亏损 总动能增量 / 例：求 1）电子和质子的静止能 2）质量为千克物体的静止能 解：据 电子 质子 1) 2) / 三、相对论的能量动量关系 / 由上式得： 即相对论的动量能量关系式 Pc E m0c2 以E、Pc、m0c2表示三角形的三边，可构成直角三角形。 光子 普郎克常数 波长 作业：6.3 6.8* 6.16 6.19 / 物质所包括的静能为： 分子的动能和势能 原子和原子之间的化学能 原子核与电子之间的电磁能 原子核内部质子与中子的结合能 基本粒子之间的结合能 返回 /