同济版大学物理上册狭义相对论动力学.pptVIP

3–5 狭义相对论动力学 * 第3章 相对论 一 动量、质量与速度的关系 两个全同粒子的完全非弹性碰撞过程.如图所示，A、B两个全同粒子正碰后结合成为一个复合粒子.从S和S′两个惯性系来讨论： 质量守恒　 动量守恒 代入式3.18得， 这就是相对论中的质速关系.动量的表达式为 当物体速率远小于光速时，运动质量和静止质量基本相等，可以看作与速度大小无关的常量 当速率接近光速时，运动质量迅速增大，相对论效应显著 当β＝ →1时，m(u)→∞，动量也趋向无穷大 实验结论 二 质量和能量的关系 在相对论中把力定义为动量对时间的变化率 p是相对论动量 设静止质量为m0的质点，初始静止，在外力作用下，位移ds，获得速度u，质点动能的增量等于外力所作的功 将m，du的关系式代入dEk式，化简 当u＝0时，m＝m0，动能Ek＝0. 当 时 爱因斯坦称m0c2为静能，mc2等于物体的动能和静能之和，称为总能量。 1、质能关系 (1) E0 =m0 c2 　　称之为静能 (2) E=mc2=E0+Ek谓之总能，即总能与质量成正比。 物质的内能，是组成该物质的诸微观粒子： 分子、原子、电子、核子…的动能及相互作用能之总和。 例如一千克的物体的静止能量为 相当于20吨汽油燃烧的能量。 3、Ek=mc2-m0c2 动能只是总能与静能之差 2、质能关系的意义： 质量与能量都是物质的属性，所以二者统一于一个数学式中，即二者存在着确切的当量关系这是毫不奇怪的，这正好说明物质与运动是不可分割的。 4、质量“亏损”：?E＝?mc2 ──原子能的利用 当重核裂变或轻核聚合时，会发生质量“亏损”， “亏损”的质量以场物质的形式辐射出去了，场物质是释放出去的能量的携带者。 解　两个质子和两个中子的质量为 例3－5 已知质子和中子的静止质量分别为 amu为原子质量单位，1amu＝1.660× kg，两个质子和两个中子结合成一个 核，实验测得它的静止质量 ＝4.001 50 amu.计算形成一个氦核放出的能量. 形成一个氦核质量亏损