狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)

1設(shè)在S系中沿x方向由伽里略速度變換得故可見，在S'系中動(dòng)量也守恒。如果用洛侖茲變換S'系中動(dòng)量不再守恒?！再比如動(dòng)量守恒定律2

動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律應(yīng)該是自然界的普遍規(guī)律。這就需要尋找一種與狹義相對(duì)論一致的新的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，這種新的動(dòng)力學(xué)規(guī)律應(yīng)該滿足：（１）它們的定律表達(dá)式在洛侖茲變換下應(yīng)保持不變，從而能夠正確地描述高速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；（２）當(dāng)速度v<<c

時(shí)，還要能夠很自然地過渡到經(jīng)典力學(xué)；（３）相對(duì)論中仍然要保留那些質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒及能量守恒等具有普遍意義的基本思想。3

在牛頓力學(xué)中，我們已經(jīng)定義為粒子的動(dòng)量。在相對(duì)論中保留物體的動(dòng)量的定義，但應(yīng)放棄質(zhì)量與速度無關(guān)的觀念。一、相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系m─粒子以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量（運(yùn)動(dòng)質(zhì)量）m0─粒子靜止時(shí)的質(zhì)量（靜止質(zhì)量）

相對(duì)論力學(xué)：質(zhì)量與速度有關(guān)。(否則動(dòng)量守恒定律不能在洛侖茲變換下保持形式不變)。相對(duì)論質(zhì)量：質(zhì)速關(guān)系式中v為粒子相對(duì)某一參照系的速率。當(dāng)時(shí)4明確幾點(diǎn):

在不同慣性系中大小不同。1）物體質(zhì)量與速度有關(guān)，物體相對(duì)于慣性系靜止時(shí)質(zhì)量最小。3）

v>c時(shí)，無論m0是否為0，公式中出現(xiàn)虛數(shù)，m無意義。再一次真空中的光速是物體運(yùn)動(dòng)的極限速度。2）低速物體質(zhì)量不變。4）當(dāng)時(shí)，若m0≠0，則無意義。所以m0≠0的物體，其速率的最大值只能是接近c(diǎn)，而不能等于c。反之，如果物體的速度等于c，則這種物體的靜止質(zhì)量只能為0，比如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)m0=0的粒子有光子、中微子等。55）實(shí)驗(yàn)證明質(zhì)速關(guān)系是正確的。比如，測(cè)量電子質(zhì)量的試驗(yàn)。讓電子在加速器中加速，測(cè)電子的荷質(zhì)比e/m發(fā)現(xiàn)該值隨速度增大而減小。vc00.20.40.60.81.01108246m0m6）相對(duì)論的動(dòng)量：此時(shí)，動(dòng)量守恒定律在洛侖茲變換下形式保持不變。6在相對(duì)論力學(xué)中仍用動(dòng)量變化率定義質(zhì)點(diǎn)受到的作用力，即：注意：質(zhì)量隨速度變化。力與加速度方向可以不同。

在經(jīng)典力學(xué)中，人們認(rèn)為質(zhì)量是始終保持不變的恒量。二、狹義相對(duì)論力學(xué)的基本方程7牛頓力學(xué)中：平動(dòng)動(dòng)能:

相對(duì)論力學(xué)：仍用力對(duì)粒子做功計(jì)算粒子動(dòng)能的增量，并用EK表示粒子速率為v時(shí)的動(dòng)能，即：三、相對(duì)論動(dòng)能8將兩邊求微分:即：m為相對(duì)論質(zhì)量，m0為靜止質(zhì)量。相對(duì)論的動(dòng)能公式：

當(dāng)時(shí),9為粒子以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)的總能量物體作為一個(gè)整體作機(jī)械運(yùn)動(dòng)而具有的能量（平動(dòng)的能量）；將改寫為：為粒子靜止時(shí)所具有的能量相對(duì)論的動(dòng)能公式：注意：相對(duì)論中的動(dòng)能與牛頓力學(xué)中的動(dòng)能在形式上完全不同！四、靜能、總能量和質(zhì)能關(guān)系宏觀靜止物體的靜能包括：物體內(nèi)部各粒子的運(yùn)動(dòng)及其相互作用的能量。10相對(duì)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(chǔ)藏。Emc2Emc2ss物體的總能量若發(fā)生變化，必將伴隨相應(yīng)的質(zhì)量變化，反之亦然，即：質(zhì)能關(guān)系說明了質(zhì)量和能量是統(tǒng)一的，不可分割。

物體在靜止時(shí)仍有數(shù)量極大的能量，能量并不短缺，短缺的是使物體釋放能量的技術(shù)。

相對(duì)論的質(zhì)能關(guān)系為開創(chuàng)原子能時(shí)代提供了理論基礎(chǔ),這是一個(gè)具有劃時(shí)代的意義的理論公式。對(duì)于孤立系統(tǒng)，總能量守恒和總質(zhì)量守恒是統(tǒng)一的。11電子的靜質(zhì)量

電子的靜能質(zhì)子的靜能

相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系

1千克的物體所包含的靜能1千克汽油的燃燒值為焦耳。

靜能

：物體靜止時(shí)所具有的能量.質(zhì)子的靜質(zhì)量

12核反應(yīng)中：反應(yīng)前：反應(yīng)后：靜質(zhì)量m01總動(dòng)能EK1

靜質(zhì)量m02總動(dòng)能EK2能量守恒：因此：核反應(yīng)中釋放的能量相應(yīng)于一定的質(zhì)量虧損?？傡o止質(zhì)量的減小質(zhì)量虧損總動(dòng)能增量

對(duì)于孤立系統(tǒng)，總能量和總質(zhì)量是守恒的。但是系統(tǒng)的動(dòng)能和靜能可以相互轉(zhuǎn)換。靜能變了，則靜止質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的變化。靜止質(zhì)量的減少叫質(zhì)量虧損。13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)量虧損釋放能量1kg

核燃料釋放能量1