资源简介

(共15张PPT)
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件
（含竞赛真题练习）
1. 相对论质量
理论分析和实验事实表明
相对论认为：质量是一个与参考系有关的
物理量，在不同的惯性系所测得的同一物体的
质量是不同的。
m: 当物体相对于观察者以
速度u运动时的质量; m0: 当物体相对于观察者静
止(u=0)时的质量。
静止质量
第6节 狭义相对论动力学简介
Brief Introduction on Relativistic Dynamics
34
2? u << c
例：v =104 m/s
但是：当电子 v =0.98c 时，m = 5.03m0
———牛顿力学
则 m =m0
3? 限制了虚时空的出现
u= c
u >c
u =0 m=m0
m?
则必有 m0= 0.
m为虚数
——无意义
1? 同一物体速度u 不同, 则质量不同 u?, m?。
——质速关系式
以光速运动的物体, 其静止质量m0只能是零.
如：光子、中微子等。
讨论
35
∞
2. 相对论动量和动力学方程
动力学方程
可以证明
上式对洛仑兹变换是不变的, 对任何惯性系
都适用。当 v << c 时，回到经典力学。
动量
36
3. 相对论动能
动能定理
若物体从静止状态, 到速度增加到v，则
37
若v <——牛顿力学中的形式
讨论
38
4. 相对论能量
相对论意义上的总能量：
E0= m0c2
E = mc 2
——相对论质能关系式
由 E=mc2 可得
——静止能量
E = mc2 = Ek+ m0c2
39
爱因斯坦：
就一个粒子来说, 若由于自身内部过程使它的
能量减少了, 那么它的静止质量也将相应地减少。
例: 在核反应中, 反应前 m01 、Ek1
反应后 m02 、Ek2
Ek2+m02c 2 = Ek1+m01c 2
即 Ek2– Ek1=(m01 –m02)c 2
质量亏损
释放的能量
通常记
反应前后能量守恒
40
例12. 在参照系S中, 有两个静止质量都是m0的粒
子A、B, 分别以速度 运动。
相碰后合在一起,成为一个静止质量为M0的
粒子。求M0 .
解：
设合成粒子的速度为
由动量守恒
粒子是一维运动
∵ mA=mB , vA=vB
由能量守恒 M0c2= mAc2+mBc2
则得
显然 M0 ? 2m0 , 且 M0> 2m0
mAvA?mBvB=Mu
∴ u=0 即合成粒子是静止的
41
解：反应前后质量的改变为
相应释放的能量
1kg这种核燃料所释放的能量为
相当于每公斤汽油燃烧时所放出的热量的728万倍
42
5. 相对论的能量与动量的关系
从 E=mc2, P=mv 及
可得 E2=P2c 2+m02c4
对动能为Ek 的粒子
则有 (Ek+m0c2)2 = P2c2+m02c4
Ek2+2Ekm02 =P2c 2
当v<< c时
2Ek m0c2 =P 2c 2
<< m0c2
E=Ek+m0c2
43
（1）对光子：
光的粒子性
光子可用m、E、P 来描述
相对论揭示了光的物质性
例14. 试计算能量为1MeV的电子的动量。
（1MeV=106eV, 电子的静止能mec2=0.511MeV）
解：
44

展开更多......

收起↑