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相对论中的能量
1. 质能相当
总能量 = 静止能量 + 普通动能 + ……
相对论中的能量
质速关系，
低速情况，
动能贡献质量，质能相当
即，
静止质量 = 静止能量，总质量 = 总能量！
？
相对论动力学基本方程
其中
m
经典力学
相对论力学
力的作用
产生
改变速度
的大小、方向
改变速度
改变质量
F长时间
作用
力的方向
取决于
取决于
合矢量方向
方程虽保持了原牛顿定律的框架但内容却有别
质速关系：
两边微分：
能量守恒，能量=做功，
猜测 ！理由呢？
质速方程 ======= 质能方程！
能量守恒
能量守恒：动能增量 = 外力做功
x
初态:
末态:
相对论的动能
总能量 = 静止能量 + 普通动能 + …
？
质速方程，
两边求导
相对论动能形式与牛顿力学动能形式完全不同。
若电子速度为
，则相对论动能
速度和动能的关系：
动能无限增大，但速度有极限，c
0
1.0
2.0
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4.0
5.0
6.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
9.0
牛顿速度：
洛伦兹速度：
讨论
2). 当 时，相对论动能公式约化为牛顿动能公式。
1). 相对论的的动能是 和 的差额，此动能区别于传统动能！
★
动能
传统动能
速度贡献+质量贡献
例如: 静止电子:
原子能就是开发利用静止能量
相当于20吨汽油燃烧的能量。
静止能量 (物体内能之和)
★
★
动能
★
总能量
以速度 运动的总能量：
1). 任何宏观静止的物体都具有能量；
讨论
2). 相对论质量是能量的量度；
意义: 一物体质量变化△m, 等于它能量的变化△E
能量的变化又反映在外能（动能）的变化
3). （动）质（外）能可以互相转化
例: 氢弹的核聚变
求: (a)形成一个氦核放出多少能量
(b)形成 1mol氦核放出多少能量
质量亏损
转化为能量
质量亏损
解: (a) 反应前总静止质量
反应后总静止质量
质量亏损
(仅一个氦核）

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