相对论力学基础.ppt

一、 动量和质量 二、质能关系 第十八章狭义 相对论 第3章 狭义 相对论 3-5 相对论性力学基础 大学物理教程 （陈信义第二版） * 主讲： 陈丽娜 牛顿定律与光速极限的矛盾 C 物体在恒力作用下的运动 经典力学中物体的质量 与运动无关 根据相对论的速度变换公式可知任何物体的运动 速度均不可能超过光的速度, 此矛盾如何解决 ? 1. 相对论动量 2. 相对论质量 c 静质量 ：物体相对于惯性系静止时的质量 . 当 时 3. 狭义相对论力学的基本方程 当 时 相对论动能 总能量 静止能量 当 时, 爱因斯坦认为（1905） 物体的懒惰性就 是物体活泼性的度量 . 电子的静质量 电子的静能 1千克的物体所包含的静能 1千克汽油的燃烧值为 焦耳 . 静能 ：物体静止时所具有的能量 . 相当于燃烧2百万吨汽油释放出去的能量 惯性 ( inertia ) 懒惰性 活泼性 能量 ( energy ) 物理意义 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的意义的理论公式 . 例： 现有 100 座楼， 质能关系预言：物质的质量就是能量的一种储藏. 1千克汽油的燃烧值为 焦耳 . 质量增加 例如，1kg 水由 0 加热到 100 时所增加的能量为 每楼 200 套房， 每套房用电功率10000 W ， 总功率 ， 每天用电 10 小时 ， 年耗电量 可用约 33 年。 质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 质量亏损 原子质量单位 放出的能量 1g 铀- 235 的原子裂变所释放的能量 核裂变 我国于 1958 年建成的首座重水反应堆 我国已建成的岭澳核电站 我国在建的单机容量最大的田湾核电站 原子弹核裂变 轻核聚变 释放能量： 质量亏损： 轻核聚变条件 温度要达到 时，使 具有 的动能，足以克服两 之间的库仑排斥力. 氘核： 氦核： 1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功 三、动量与能量的关系 极端相对论近似 光子 光的波粒二象性 普朗克常量 例1 设一质子以速度 运动. 求其总能量、动能和动量. 解 质子的静能 也可如此计算 练 习 3-39 3-36 3-37 3-29