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相对论力学及其应用学号：124203712级电子信息工程内容摘要本论文总体分为两部分：对知识点的梳理和理解。知识点的定义与描述中，一部分是教学PPT和课本上的内容，一部分是我自己的描述和理解。描述后面的注解，都是我自己的理解。知识点的应用由于自身水平原因，应用方面引用了较多网上的内容（如百度文库）。请老师谅解。引言：简要论述相对论力学与高中所学经典力学的关系，区别，笔者对其中知识点的理解以及其应用。关键词：相对论力学经典力学质能方程核武器正文:§知识点梳理与理解一，从经典力学到相对论力学在初中和高中，我们学习的是经典物理学，牛顿是其代表，牛顿三大定律是其基石。经典力学认为，在所有的惯性参考系中，时间和空间是绝对的，它们不随进行量度的参考系而变化。这一看法并没有加以论证，却被认为是理所当然的，不自证明的。19世纪末，电磁场理论的出现，统一了过去对电，磁和光的认识。在光的波动说和粒子说的争论中，大量的事实（如泊松亮斑）的出现使人们发现，经典力学不再成立。例如高中所学的光学中，光的波粒二象性并无法用经典力学解释。所以经典力学只是在低速范围内近似的正确，对于高速运动问题必须建立新的力学，于是以太学说应运而生，却又被事实否定。最后，爱因斯坦在前人各种实验的基础上，另辟蹊径，提出了狭义相对论。狭义相对论基本原理（1）相对论和时空观经典力学——绝对时空观经典力学是建立在绝对时空观基础上的，即空间和时间具有绝对性——空间两点距离测量和时间的测量与坐标系无关。狭义相对论——相对时空观狭义相对论是建立在相对时空观的基础上的，即空间和时间的测量值在不同参考系中不同。*广义相对论——时空弯曲观(2)相对性原理物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达式，也就是说，所有的惯性系对于描述物理现象都是等价的。注：爱因斯坦把只用于经典物理学中的洛伦兹变换拓展到了相对性原理中，从而推导出了相对论公式。（3）光速不变原理在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测的光在真空中传播的速度都是相等的。注：这两个原理是推导相对论力学中各种公式的基础，经典力学是相对论力学在研究低速运动物体时的一种特殊情况，且是近似的。时间膨胀与长度收缩（1）时间膨胀在运动的参考系中，时间会延缓。注：由于运动是相对的，所以如果把原本的静动两系互换，结论依旧相同，也就是说以两系中任意一个为静系，另一个系的时间都延缓了。因此，我认为：时间延缓仅仅是时间量度具有相对性的客观反映，并不是真正意义上的缩短，只是测量值缩短了而已。长度收缩在运动的参考系中，长度会收缩。注：与时间膨胀一样，并不是真正意义上的收缩，只是测量值减少了而已。所以，我们在研究问题时，应注意动静系的选择。时序与因果律因果律联系的两件事的时序不会颠倒。注：因为物体的运动速率不可能超过光速，所以有这个结论。我就在想：如果我运动超过光速了，因果律改变，我是不是就穿越了。。。四，相对论质量和动量在牛顿力学中，质量与速度无关；而在相对论力学中，动量守恒仍成立，但质量与速度有关，否则动量守恒定律不能在洛伦兹变换下保持形式不变。注：在相对论力学中，存在静止质量和运动质量这两个定义，且它们的数值并不相同，同一物体的静止质量会小于运动质量。而用质速关系式不难推出：光速运动的物体（光子）是没有静止质量的。五，相对性能量在前面公式的基础上，物理学家们推出了相对论中的动能表达式和质能关系式，把质量和能量联系了起来，告诉了我们任何宏观静止的物体也具有能量。以此为理论，人类造出了核武器。§知识点的应用相对论的应用中，我认为最有代表性的是核裂变和核聚变的应用了。应用它们，人类不仅仅建成了一座座核电站，在这个能源缺乏的时代点亮万家灯火，造福世界，更造出了令人闻之而色变的核武器。第二次世界大战末期，“小男孩”，“大男孩”从天而降，城市沦为废墟，战后各种后遗症更是让本来就为数不多的幸存者陷入了痛苦的深渊。科学技术是一把双刃剑，合理应用给人类带来幸福，而滥用科技就会带来灾难甚至毁灭。核武器核武器概述核武器(nuclear weapon)是利用原子核裂变或聚变反应，瞬间释放出巨大能量，造成大规模杀伤和破坏作用的武器。核聚变和核裂变反应前后，原子的质量减小，转变为能量放出，从而引起各种后续变化，造成杀伤，这是相对论中质能公式的应用。下面介绍原子弹，氢弹和中子弹。（摘自百度文库《核武器的原理及其防护》）原子弹1.爆炸原理：原子弹(atomic bomb)的爆炸原理是重原子核裂变的链式反应(chain reaction of heavy nuclear fidssion)。一些重元素(如235U、239U)的原子核在一个中子轰击下，分裂成两个质量相近的新核(也称核碎片)，并放出2～3个中子和200MeV能量过程，称为重核裂变反应。每个重核裂变时释放出的2～3个中子，