相對論動力學(xué)基礎(chǔ)課件

狹義相對論的動力學(xué)基礎(chǔ)大學(xué)物理電子教案一.質(zhì)量與速度的關(guān)系1.質(zhì)量的表達式猜想形式？力持續(xù)作用速度持續(xù)增大但v的上限是c要求：m隨速率增大而增大下面來推導(dǎo)其具體表達式。狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)在兩個慣性系中考查兩個全同粒子的完全非彈性碰撞過程m(u)ZABuSM()m0XYuuM()m(u)m0AB由于所以m0——物體的靜止質(zhì)量。m——相對于觀察者以速度u運動時的質(zhì)量。相對論質(zhì)量質(zhì)速關(guān)系式12340.20.41.000.60.8(2)質(zhì)速曲線當v=0.1cm增加0.5%(3)光速是物體運動的極限速度討論(1)當v

<<c

時，0,m=m0當v=0.866c當v

c當v=c2.相對論動量可以證明，該公式保證動量守恒定律在洛倫茲變換下，對任何慣性系都保持不變性相對論動力學(xué)方程二、質(zhì)量和能量的關(guān)系設(shè)想質(zhì)點由靜止開始通過力作功，使動能增加。動能相對論能量運動時的能量靜止時的能量除動能以外的能量任何宏觀靜止的物體具有能量相對論質(zhì)量是能量的量度討論愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系物質(zhì)具有質(zhì)量，必然同時具有相應(yīng)的能量；如果質(zhì)量發(fā)生變化，則能量也伴隨發(fā)生相應(yīng)的變化，反之，如果物體的能量發(fā)生變化，那么它的質(zhì)量一定會發(fā)生相應(yīng)的變化。物理意義

質(zhì)量的增加和能量的增加相聯(lián)系，能量的改變必然導(dǎo)致質(zhì)量的相應(yīng)變化，這是相對論的又一極其重要的推論.

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意義的理論公式.質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用質(zhì)量虧損原子質(zhì)量單位放出的能量1核裂變1g

鈾—235的原子裂變釋放的能量原子彈爆炸（核裂變）我國于1958年建成的首座重水反應(yīng)堆秦山核電站全景圖在建的陽江核電站效果圖在建的江蘇連云港田灣核電站2輕核聚變釋放能量質(zhì)量虧損輕核聚變條件溫度達到時，使具有的動能，足以克服兩之間的庫侖排斥力.氘核氦核1967年6月17日，中國第一顆氫彈爆炸成功三、動量與能量的關(guān)系光子又質(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

例、有一粒子靜止質(zhì)量為m0，現(xiàn)以速度v=0.8c運動，有人在計算它的動能時，用了以下方法：首先計算粒子質(zhì)量再根據(jù)動能公式，有你認為這樣的計算正確嗎？用計算粒子動能是錯誤的。相對論動能公式為例、在什么速度下粒子的動能等于它的靜止能量？

例、一個電子從靜止開始被加速到0.1c的速度，需要對它做多少功？如果將這個電子從0.9c加速到0.99c又需要做多少功?

例、一勻質(zhì)細棒靜止時的質(zhì)量為m0，長度為l0，當它沿棒長方向作高速的勻速直線運動時，測得它的長度為l，則該棒以此速度運動時所具有的動能為多少？例、一個立方體的靜止質(zhì)量為m0，體積為V0，當它相對于某慣性系S沿著一邊長方向以速度勻速運動時，靜止在S慣性系中的觀察者測得該立方體的密度為多少？例、某一宇宙射線中的介子的動能為7m0c2,其中的m0是介子的靜止質(zhì)量，求在實驗室中觀察到它的壽命是它的固有壽