ch15-4 狭义相对论质点动力学简介

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1、第15章狭义相对论力学基础§15.1经典力学的相对性原理伽利略变换§15.2狭义相对论的两个基本假设§15.3狭义相对论的时空观§15.4狭义相对论质点动力学简介7/15/20211第15章狭义相对论基础相对论时空观建立起来之后，经典物理中的一系列概念如质量、动量、动能等等都需要重新审视其定义。下面我们学习狭义相对论质点动力学简介，在这部分学习过程中我们只要能够把经典物理中的一些概念形式及其理解扩充到狭义相对论即可，明白经典物理中的概念是粒子低速运动情况下的近似结果。对于经典物理中概念进行扬弃，这

2、也是我们应该学会的一种学习方法。计算如下问题：美国斯坦福实验室电子直线加速器，加速器两端电势差为7×106V，若电子进入时速度为零，问电子出来时速度为多少？7/15/20212第15章狭义相对论基础计算如下问题：美国斯坦福实验室电子直线加速器，加速器两端电势差为7×106V，若电子进入时速度为零，问电子出来时速度为多少？经典物理中认为质量表示物体惯性的大小，与运动速度无关，事实上经典物理中一系列概念在相对论中面临重新定义，但是每个物理量重新定义都要受到限制，即即趋于低速时，物理量须趋于经典理论中相

3、应的量(1)应符合爱因斯坦的狭义相对性原理(2)应满足对应原理即经过洛伦兹变换时保持定律形式不变7/15/20213第15章狭义相对论基础§15.4狭义相对论质点动力学简介一.质量、动量动力学基本方程1.质速关系推导过程不要求，有兴趣的同学可以自学经典理论：当粒子高速运动需要考虑相对论效应时，质量随粒子运动速度变化，粒子的质量变大了，经典物理中的质量是指粒子的静止质量。1901年考夫曼用电磁偏转法测高速电子束的荷质比时发现7/15/20214第15章狭义相对论基础许多人作了实验，得出如下曲线关系结

4、论当v<

5、对任何惯性系都保持不变性当v<

6、5章狭义相对论基础7/15/20218第15章狭义相对论基础7/15/20219第15章狭义相对论基础当v与c接近或者可比时相对论的动能表达式7/15/202110第15章狭义相对论基础讨论相对论的动能表达式(1)以上推导过程大家可以不去掌握只要理解来自于动能定理即可；讲解的缘故主要是帮助大家把数学和物理联系起来。两边微分7/15/202111第15章狭义相对论基础相对论的动能表达式(2)相对论动能与经典力学动能的区别和联系当v<

7、系呢7/15/202112第15章狭义相对论基础相对论的动能表达式(3)静止能量总能量总能量：静止能量：任何宏观静止物体具有总能量任何物体具有的总能量物体的总能量和静止能量之差为物体运动时具有的动能能量和质量是物质的基本属性，有不可分割的内在联系，在自然界中没有脱离质量的能量，也没有无能量的质量，爱因斯坦质能方程说明了这点，同时系统能量(质量)的变换必须伴随质量(能量)的变化，即质能方程回忆中学动能的“定义”分析以上推导结果7/15/202113第15章狭义相对论基础好家伙！这学了个啥呀，“晕”、

8、“一片糊涂”……“烦死大学物理了”……二.质量和能量的关系总能量：静止能量：任何宏观静止物体具有总能量任何物体具有的总能量相对论的动能表达式你看到以上推导得到的结果是什么反应？经典概念和这儿的概念是什么区别何联系呢原来这儿是“倒叙”呀，原来这儿是说评书中故意的“悬念”7/15/202114第15章狭义相对论基础静止能量：静止能量是物体静止时本身蕴藏着的能量，是物体内能的总和，包括运动分子的动能、分子间相互作用的势能、分子内原子的动能、原子间相互作用的势能、原子内原子核内各粒子间相互