相對論性動量和能量

1、 牛頓定律與光速極限的矛盾C物體在恒力作用下的運動 經(jīng)典力學(xué)中物體的質(zhì)量與運動無關(guān) 根據(jù)相對論的速度變換公式可知任何物體的運動速度均不可能超過光的速度, 此矛盾如何解決 ?1）相對論動量當(dāng) 時一動量與速度的關(guān)系2）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 . 在不同慣性系中大小不同 .C按照狹義相對論原理和洛倫茲變換的要求靜質(zhì)量 ：物體相對于慣性系靜止時的質(zhì)量 .當(dāng) 時二狹義相對論力學(xué)的基本方程 當(dāng) 時， 急劇增加 , 而 ，所以光速 C 為物體的極限速度 .當(dāng) 時 相對論動量守恒定律當(dāng)時常矢量常矢量若 ，則相對論動量守恒 經(jīng)典動量守恒 .三質(zhì)量與能量的關(guān)系 相對論質(zhì)能關(guān)系 靜能 ：物

2、體靜止時所具有的能量 . 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 . 愛因斯坦認(rèn)為（1905） 懶惰性 慣性 ( inertia )活潑性 能量 ( energy ) 物體的懶惰性就是物體活潑性的度量 . 相對論能量和質(zhì)量守恒是一個統(tǒng)一的物理規(guī)律.一些微觀粒子和輕核的靜能量 粒子 符號 靜能量 MeV光子電子（或正電子）質(zhì)子中子氘氚氦（ 粒子） 0 0.510 938.280 939.5731 875.6282 808.9443 727.409 e（或 +e）pn物理意義 慣性質(zhì)量的增加和能量的增加相聯(lián)系，質(zhì)量的大小應(yīng)標(biāo)志著能量的大小，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

3、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 .例： 現(xiàn)有 100 座樓，每樓 200 套房，每套房用電功率 10000 W ， 總功率 ，每天用電 10 小時 ，年耗電量 ，可用約 33 年。 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.1千克汽油的燃燒值為 焦耳 . 例如，1kg 水由 0 加熱到 100 時所增加的能量為質(zhì)量增加* 四質(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1g 鈾- 235 的原子裂變所釋放的能量1 核裂變我國于 1958 年建成的首座重水反應(yīng)堆 我國已建成的嶺澳核電站 我國在建的單機(jī)容量最大的田灣核電站 原子彈核裂變2 輕核聚變釋放能量質(zhì)量虧損 輕核聚變條件 溫度要達(dá)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 五 動量與能量的關(guān)系極端相對論近似光子光的波粒二象性普朗克常量 例1 設(shè)一質(zhì)子以速度 運動. 求其總能量、動能和動量.解 質(zhì)子的靜能也可如此計算 例2 已知一個氚核 和一個氘核 可聚變成一氦核 , 并產(chǎn)生一個中子 , 試問這個核聚變中有多少能量被釋放出來 . 解 核聚變反應(yīng)式氘核和氚核聚變?yōu)楹ず说倪^程中，靜能量減少了 例 在一種熱核反應(yīng)中，各種粒子的靜質(zhì)量如下： 求反應(yīng)釋放的能量. 氘核氚核氦核中子反應(yīng)質(zhì)量