第十六章12-19相對(duì)論

1、1長(zhǎng)度收縮若不是同時(shí)發(fā)生的兩事件必須用洛侖茲變換:時(shí)間延長(zhǎng)：靜系中同一地點(diǎn)兩個(gè)事件的時(shí)間間隔。若不是同一地點(diǎn)發(fā)生的兩事件必須用洛侖茲變換.注意:靜系中的長(zhǎng)度動(dòng)系中的長(zhǎng)度（兩端必須同時(shí)測(cè)量）2例：一宇宙飛船相對(duì)地球以0.8c速度飛行,一光脈沖從船尾傳到船頭，飛船上的觀察者測(cè)得飛船長(zhǎng)為90m，地球上測(cè)得光脈沖從船尾發(fā)出和到達(dá)船頭兩事件的空間間隔為多少？解：飛船系地球系判斷下面作法是否正確？第一種：用長(zhǎng)度縮短公式：地球上測(cè)得兩事件的空間坐標(biāo)不同時(shí)第二種：用時(shí)間延長(zhǎng)公式：飛船上測(cè)得兩事件的空間坐標(biāo)不同地正確解：船尾發(fā)出到達(dá)船頭31. 質(zhì)速關(guān)系牛頓力學(xué)：質(zhì)量與速度無關(guān)相對(duì)論力學(xué)：16.4 相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)

2、基礎(chǔ)對(duì)運(yùn)動(dòng)在質(zhì)點(diǎn)，沿運(yùn)動(dòng)方向施力（恒力）恒加速度使質(zhì)點(diǎn)速度無限增加，直至無窮大m不是常數(shù)相對(duì)論質(zhì)量動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律形式在洛侖茲變換下保持不變滿足愛相對(duì)性原理相對(duì)論力學(xué)中動(dòng)力學(xué)方程4速度不能無限大，極限為c結(jié)論：m0: 靜止質(zhì)量:物體相對(duì)參照系靜止時(shí)（一般的宏觀物體）m: 相對(duì)論質(zhì)量:物體相對(duì)參照系以v運(yùn)動(dòng)時(shí)不是兩系的相對(duì)速度同一物體相對(duì)不同參照系，速度不同，質(zhì)量不同宏觀物體v=104m/s時(shí)微觀粒子速率接近光速如中子v=0.98c 時(shí)vc時(shí)，m成為負(fù)數(shù)，所以光速是物體運(yùn)動(dòng)的極限速度討論：52. 質(zhì)能關(guān)系牛頓力學(xué)：相對(duì)論力學(xué)：動(dòng)能定義：力對(duì)物體做功=物體動(dòng)能的增量:動(dòng)能定義不變：由分部積分公式

3、：相對(duì)論動(dòng)能公式。2.1 相對(duì)論中的動(dòng)能公式：6則：1. 當(dāng)vc時(shí):討論：回到牛頓力學(xué)的動(dòng)能公式。2. 由此表明速率的極限是c ，按照牛頓定律，動(dòng)能增大時(shí)，速率可以無限增大。實(shí)際上是不可能的。即需對(duì)物體提供無限大的功。72.2 相對(duì)論中能量、質(zhì)能關(guān)系靜止能量動(dòng)能總能量為物體以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)的總能量相對(duì)論中的質(zhì)能關(guān)系式說明：表明質(zhì)量、能量不可分，一定質(zhì)量相應(yīng)一定能量能量守恒、質(zhì)量守恒統(tǒng)一起來系統(tǒng)的Ek、E0、m0不守恒總質(zhì)量、總能量守恒總能量:8原子彈、核動(dòng)力等大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)證實(shí)、利用了這一結(jié)論愛1905年預(yù)言的巨大的能量原子彈爆炸時(shí)碎片動(dòng)能的來源普通炸彈爆炸時(shí)碎片動(dòng)能的來自于炸藥的化學(xué)能一定質(zhì)量的

4、虧損意味著一定能量的釋放問題：1）在什么速度下粒子的動(dòng)量是非相對(duì)論動(dòng)量（牛頓力學(xué)中）大兩倍？2）在什么速度下的動(dòng)能等于它的靜止能量？ 1)由題意解：2)由題意9例： 在S參照系中有兩個(gè)靜止質(zhì)量均為m0的粒子A、B 。分別以速度 相向運(yùn)動(dòng)，相撞后合在一起成為一個(gè)靜止質(zhì)量為M0的粒子。求M 0 解：設(shè)合成粒子質(zhì)量M、速度V 據(jù)動(dòng)量守恒據(jù)能量守恒：即：可見損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜能結(jié)合能10例 在一種熱核反應(yīng) 中各種粒子的靜 止質(zhì)量為：氘核：m1=3.343710-27kg氚核：m2=5.004910-27kg氦核：m3=60642510-27kg中子：m4=1.675010-27kg求這一熱核反應(yīng)釋放的

5、能量是多少？解：質(zhì)量虧損為：相應(yīng)釋放的能量為：1kg這種核燃料所釋放的能量為：相當(dāng)于同質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)煤燃燒所釋放熱量的1千多萬倍！113.相對(duì)論的能量動(dòng)量關(guān)系相對(duì)論的動(dòng)量能量關(guān)系式PcE E0以E、Pc、E0表示三角形的三邊，可構(gòu)成直角三角形。*光子：12狹義相對(duì)論兩個(gè)基本原理相對(duì)論時(shí)空觀相對(duì)論動(dòng)力學(xué)光速不變?cè)韾巯鄬?duì)性原理同時(shí)的相對(duì)性時(shí)間膨脹效應(yīng)長(zhǎng)度縮短效應(yīng)質(zhì)速關(guān)系動(dòng)力學(xué)方程能量關(guān)系質(zhì)能關(guān)系：總能E=mc2,靜能：E0=m0c2動(dòng)能：Ek=mc2-m0c2能量動(dòng)量關(guān)系：E2=P2c2+E02洛侖茲坐標(biāo)變換速度變換13解：1）乙：甲：習(xí)題9：觀察者乙以 的速度相對(duì)于靜止的觀察者甲運(yùn)動(dòng)，求 1）乙?guī)з|(zhì)量1Kg的物體，甲測(cè)得質(zhì)量為多少？ 2）乙測(cè)得物體總能量為多