相對論的動量和能量.ppt

,洛侖茲變換中蘊含的狹義相對論的時空觀,1.同時的相對性2.時間延緩3.長度收縮,相對論效應(yīng),一列火車固有長度為,相對地面以速度行駛,地面上觀察者發(fā)現(xiàn)有兩個閃電同時擊中火車的前后端,問：火車觀察者測得兩閃電擊中火車前后的時間間隔？,相對論條件下運動學(xué)效應(yīng)：,相對論條件下動力學(xué)：,質(zhì)量、動量、動能、能量,引言：,牛頓定律的推論與光速極限的矛盾,物體恒力作用下的勻加速直線運動,1.相對論質(zhì)量,靜質(zhì)量：物體相對于慣性系靜止時的質(zhì)量.,：物體相對于某慣性系的速率,質(zhì)量不是一個絕對不變的量，而是與運動有關(guān)的相對量,：物體相對于慣性系運動時測得的質(zhì)量,討論：質(zhì)量和速率的關(guān)系,相對論質(zhì)量,當時,當時,當時,光子,當時,2相對論動量,當時,3相對論動能,（推導(dǎo)思路：動能定理）,相對論動能,練習(xí)：,有一粒子靜止質(zhì)量為m0，現(xiàn)以速度v=0.6c運動，它的質(zhì)量_，動量_，動能_,當粒子速率為_時，其相對論動量等于非相對論動量的兩倍,計算它的動能,在什么速率下粒子的相對論動量等于非相對論動量的兩倍？,相對論動量：,非相對論動量：,總能量,靜能,動能,相對論質(zhì)能關(guān)系,4.相對論能量,（3）E0在一定條件下可轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,1千克汽油的燃燒值為焦耳.,1千克的物體所包含的靜能,（1）種類,（2）計算,靜能E0：,質(zhì)量和能量有著不可分割的聯(lián)系；相對論質(zhì)量是能量的量度，質(zhì)量和能量是反映物質(zhì)的兩個基本性質(zhì)。,質(zhì)量守恒能量守恒,相對論的質(zhì)能關(guān)系為開創(chuàng)原子能時代提供了理論基礎(chǔ),這是一個具有劃時代的意義的理論公式.,靜質(zhì)量虧損,5.狹義相對論力學(xué)的基本方程,結(jié)論：用加速度表示的牛頓第二定律公式在相對論力學(xué)中不再成立。,牛頓定律相對論動量守恒相對論能量守恒,在某慣性系中，兩個靜止質(zhì)量都是的粒子以相同的速率沿同一直線相對運動，碰撞后合成一個新的粒子，則新生粒子的靜質(zhì)量（）。,D.無法確定,練習(xí)：,6動量與能量的關(guān)系,應(yīng)用：,（1）光子的相對論質(zhì)量,（2）光子的動量,已知光的能量：,求：,靜質(zhì)量：,質(zhì)量,動量,基本方程,靜能,動能,總能（質(zhì)能關(guān)系）,動量與能量的關(guān)系,相對論,非相對論,a粒子在加速器中被加速，當其相對論質(zhì)量為靜質(zhì)量的3倍時，其動能為靜能量的A2倍B3倍C4倍D5倍,設(shè)一質(zhì)子以速度運動.求其總能量、動能和動量.,(質(zhì)子的靜能),.若上題中的質(zhì)子與一靜止質(zhì)子發(fā)生完全非彈性碰撞，求合成粒子的總動量和總能量.,例設(shè)一質(zhì)子以速度運動.求其總能量、動能和動量.,(質(zhì)子的靜能),也可如此計算,解,AlbertEinstein(18791955)20世紀最偉大的物理學(xué)家,于1905年和1915年先后創(chuàng)立了狹義相對論和廣義相對論,他于1905年提出了光量子假設(shè),為此他于1921年獲得諾貝爾物理學(xué)獎,他還在量子理論方面具有很多的重要的貢獻.,原子物理的開端放射性研究核反應(yīng),貝克勒爾,居里,盧瑟福,查德威克,費米（意）,哈恩（德）,邁特納（奧）,超鈾元素,鈾核裂變,補充材料：原子核裂變和聚變反應(yīng),質(zhì)量虧損,原子質(zhì)量單位,放出的能量,1g鈾235的原子裂變所釋放的能量,1）核裂變,（=3噸煤）,鏈式反應(yīng)（西拉德、費米）,愛因斯坦和西拉德,奧本海默,曼哈頓工程：,歷時三年，耗資20多億美元，一千多位科學(xué)家,田納西州橡樹嶺（OakRidge）,提純鈾礦,漢福德,洛斯阿拉莫斯,費米小組1942年第一座核反應(yīng)堆（芝加哥大學(xué)）,我國于1958年建成的首座重水反應(yīng)堆,2）輕核聚變,釋放能量,質(zhì)量虧損,輕核聚變條件溫度要達到時，使具有的動能，足以克服兩之間的庫侖排斥力.,（3）光子的動量,（2）光子的相對論質(zhì)量,在某慣性系中，兩個靜止質(zhì)量都是的粒子以相同的速率沿同一直線相對運動，碰撞后合成一個新的粒子，則新生粒子的靜質(zhì)量為（）。,練習(xí)：在什么速度下粒子的動能等于非相對論動能的兩倍？,相對論動量守恒定律,在不同慣性系中大小不同.,相對論動能,當時,相對論質(zhì)能關(guān)系,質(zhì)能關(guān)系預(yù)言：物質(zhì)的質(zhì)量就是能量的一種儲藏.,電子的靜質(zhì)量,電子的靜能,質(zhì)子的靜能,相對論質(zhì)能關(guān)系,靜能：物體靜止時所具有的能量.,質(zhì)子的靜質(zhì)量,鋰原子的核反應(yīng),