4.5狭义相对论动力学基础 课件- 高中物理竞赛.ppt

4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础一、质量对速率的依赖关系 实验证明：质点以速率 v 相对某惯性系运动时该惯性系测得的运动质量与其静止质量之间的关系 m0 静止质量，m运动质量 粒子以光速 c 运动时，m0=0，即以光速 c 运动的粒子的静质量为零。4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 在低速情况 m 应回到牛顿质量，低速时，vc，m=m0 4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础动力学方程动量 上式对洛仑兹变换是不变的，对任何惯性系都适用。当 v0 时，系统能量增加，当 m0 时，系统能量减少。4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 一个重原子核分裂成两个中等质量的原子核要放出能量，称为核裂反应，原子弹爆炸发生的就是这种反应。两个轻原子核聚合成一个较重原子核时也要放出能量，称为核聚变反应，氢弹爆炸发生的就是这种反应。4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 而 1kg 汽油燃烧放出的热量为 ，只是 1kg 汽油静能的二十亿分之一。1kg 铀235全部裂变释放的能量大约 ，约占1kg铀235静能的千分之一。1kg任何物体所含静止能量相对论动力学例题.ppt4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 在参考系S 中，有两个静质量都是 m0 的粒子A 和 B，分别以速率 v 沿同一直线相向运动，相碰后合在一起成为一个静质量为 M0 的粒子，设没有能量释放，求 M0 。解：以 M 表示合成粒子的质量，其速度为 ，设碰前粒子A 运动方向的单位矢量为 ，则由动量守恒定律有因两粒子静质量相同，运动速率也一样，则 mA=mB，由上式 可知 ，即合成粒子静止，M=M0 。由能量守恒定律有例题14 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 计算氢弹爆炸中核聚变反应之一所放出的能量，其聚变反应为其中各粒子的静质量如下：例题24 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础解：反应前后静止质量之差为释放的能量为1kg 这种核燃料所释放的能量为是 1kg 铀235所释放能量的四倍多。4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 地球以 S=1.3410 W m 的吸收率吸收太阳的辐射能，假定太阳的辐射是各向同性的，地球与太阳的平均距离r=1.49 10 m，太阳目前静质量 M0 约为 2.0 10，求太阳由于辐射而引起的静质量损失率和相对损失率。解 太阳的辐射功率太阳的质量损失率为太阳质量的相对损失率为例题34 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础得 因 E=mc，E0=m0c，P=mv，故上式即为四、能量和动量的关系四、能量和动量的关系由4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础对于静质量为零的粒子，如光子，动量光子质量 这说明光子虽没有静止质量和静止能量，但却有质量、动量和能量。相对论动力学例题.ppt4 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础The end of chapter 44 4-5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础本章作业4 10 11 13 14 16 17 19