同济版大学物理上册3-5 狭义相对论动力学

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1、一动量、质量与速度的关系两个全同粒子的完全非弹性碰撞过程.如图所示，A、B两个全同粒子正碰后结合成为一个复合粒子.从S和S′两个惯性系来讨论：质量守恒动量守恒12代入式3.18得，这就是相对论中的质速关系.动量的表达式为3当物体速率远小于光速时，运动质量和静止质量基本相等，可以看作与速度大小无关的常量当速率接近光速时，运动质量迅速增大，相对论效应显著当β＝→1时，m(u)→∞，动量也趋向无穷大实验结论4二质量和能量的关系在相对论中把力定义为动量对时间的变化率p是相对论动量设静止质量为m0的质点，初始静止，在外力作用下，位移ds，获得速度u，质

2、点动能的增量等于外力所作的功5将m，du的关系式代入dEk式，化简当u＝0时，m＝m0，动能Ek＝0.6当时爱因斯坦称m0c2为静能，mc2等于物体的动能和静能之和，称为总能量。71、质能关系(1)E0=m0c2称之为静能(2)E=mc2=E0+Ek谓之总能，即总能与质量成正比。物质的内能，是组成该物质的诸微观粒子：分子、原子、电子、核子…的动能及相互作用能之总和。例如一千克的物体的静止能量为相当于20吨汽油燃烧的能量。83、Ek=mc2-m0c2动能只是总能与静能之差2、质能关系的意义：质量与能量都是物质的属性，所以二者统一于一个数学式中，

3、即二者存在着确切的当量关系这是毫不奇怪的，这正好说明物质与运动是不可分割的。4、质量“亏损”：E＝mc2──原子能的利用当重核裂变或轻核聚合时，会发生质量“亏损”，“亏损”的质量以场物质的形式辐射出去了，场物质是释放出去的能量的携带者。9解两个质子和两个中子的质量为例3－5已知质子和中子的静止质量分别为amu为原子质量单位，1amu＝1.660×kg，两个质子和两个中子结合成一个核，实验测得它的静止质量＝4.00150amu.计算形成一个氦核放出的能量.形成一个氦核质量亏损10若形成1mol氦核(4.002g)时放出的能量为这相当于燃烧1

4、00吨煤时放出的热量.能量改变量为这就是形成一个氦核放出的能量.11三动量和能量的关系此即相对论中动量与能量的关系12则E＝cp或对于光子静止质量为零的粒子一定以光速运动.13