高二物理 相對(duì)論習(xí)題 競(jìng)賽課件

相對(duì)論習(xí)題課件5-1一原子核以0.5c的速度離開(kāi)一觀察者而運(yùn)動(dòng)。原子核在它運(yùn)動(dòng)方向上向前發(fā)射一電子，該電子相對(duì)于核有0.8c的速度；此原子核又向后發(fā)射了一光子指向觀察者。對(duì)靜止觀察者來(lái)講，（1）電子具有多大的速度；（2）光子具有多大的速度。結(jié)束目錄解：設(shè)觀測(cè)者為K系，原子核為K′系。電子在K′系中的速度為：K′系相對(duì)K系是速度為：0.8c=ux′=v0.5c+×=+0.8c0.5c0.81=0.50.93c++1u=xvvc2uxux′′電子在K

系中的速度為：根據(jù)光速不便原理，光子的速度為c。結(jié)束目錄5-2一光源在K′坐標(biāo)系的原點(diǎn)0″發(fā)出一光線。光線在x′y′平面內(nèi)與x′軸的交角為θ′。設(shè)K′相對(duì)K以速度u沿x軸運(yùn)動(dòng)。試求在K坐標(biāo)中看到這光線的傳播方向。結(jié)束目錄′++1u=xvvc2uxux′′qccos′=ux′0=uzsinqc′′=uy++1vvc2ux′qccos′=()′+1u=yvc2uxuy′gsinqc′v21c2+1vc2ux′=解：設(shè)該一光線在K系x軸的交角為θ。光子在K′系中的速度為：在K系中觀察=tgquyuxsinqc′v21c2+vqccos′=結(jié)束目錄5-3如一觀察者測(cè)出電子質(zhì)量為2m。，問(wèn)電子速度為多少？（m。為電子的靜止質(zhì)量）結(jié)束目錄21=v21c20.866vc==23c2m0=v21c2m0解：結(jié)束目錄5-4某人測(cè)得一靜止棒長(zhǎng)為人質(zhì)量為m，于是求得此棒線密度為ρ=m/l。假定此棒以速度v在棒長(zhǎng)方向上運(yùn)動(dòng)，此人再測(cè)棒的線密度應(yīng)為多少，若棒在垂直長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)，它的線密度又為多少？結(jié)束目錄=ρv21c2m′=v21c2ml′=v21c2l解：(1)ρ=′′l′mmρ=′lv21c2()解得：結(jié)束目錄m′=v21c2m=v21c2ρl′=l(2)ρ=′′l′mmρ=′lv21c2解得：結(jié)束目錄5-5設(shè)有一靜止質(zhì)量為m0

、帶電荷量為q的粒子，其初速為零，在均勻電場(chǎng)E中加速，在時(shí)刻t時(shí)它所獲得的速度是多少？如果不考慮相對(duì)論效應(yīng)，它的速度又是多少？這兩個(gè)速度間有什么關(guān)系？討論之。結(jié)束目錄mv0=v21c22Etq22mv0=v21c222=+2Etq22c22Etq22mc022v2=+Etqc2Etq22mc022vEtq=mv0若不考慮相對(duì)論效應(yīng)Etq=mv0Etq=mv解：結(jié)束目錄5-6設(shè)電子的速度為(1)1.0×106m/s;(2)2.0×108m/s,試計(jì)算電子的動(dòng)能各是多少？如用經(jīng)典力學(xué)公式計(jì)算電子動(dòng)能又各為多少？結(jié)束目錄Emck112=mc02=v21c2mc02mc021()=v21c2mc021=4.55×10-19J=×0.511×106×1.602×10-19()11213001解：(1)按《相對(duì)論》計(jì)算當(dāng)電子的速度為v1=1.0×106m/s時(shí)的動(dòng)能結(jié)束目錄Emck222=mc02=v21c2mc02mc021()=v21c2mc021=2.79×10-14J=×0.511×106×1.602×10-19()11213.02.0當(dāng)電子的速度為v2=1.0×108m/s時(shí)的動(dòng)能結(jié)束目錄(2)按《經(jīng)典力學(xué)》計(jì)算mv12021Ek1==21×9.1×10-31×

(1.0×106