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时间:2020-03-27
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1、牛顿定律与光速极限的矛盾C物体在恒力作用下的运动经典力学中物体的质量与运动无关根据相对论的速度变换公式可知任何物体的运动速度均不可能超过光的速度,此矛盾如何解决?1)相对论动量当时一 动量与速度的关系2)相对论质量静质量:物体相对于惯性系静止时的质量.在不同惯性系中大小不同.C按照狭义相对论原理和洛伦兹变换的要求静质量:物体相对于惯性系静止时的质量.当时二 狭义相对论力学的基本方程当时,急剧增加,而,所以光速C为物体的极限速度.当时相对论动量守恒定律当时常矢量常矢量若,则相对论动量守恒经典动量守恒.三 质量与能量的关系相对论质能关系静
2、能:物体静止时所具有的能量.质能关系预言:物质的质量就是能量的一种储藏.爱因斯坦认为(1905)懒惰性惯性(inertia)活泼性能量(energy)物体的懒惰性就是物体活泼性的度量.相对论能量和质量守恒是一个统一的物理规律.一些微观粒子和轻核的静能量粒子符号静能量MeV光子电子(或正电子)质子中子氘氚氦(粒子)00.510938.280939.5731875.6282808.9443727.409e(或+e)pn物理意义惯性质量的增加和能量的增加相联系,质量的大小应标志着能量的大小,这是相对论的又一极其重要的推论.相对论的质能关系为
3、开创原子能时代提供了理论基础,这是一个具有划时代的意义的理论公式.例:现有100座楼,每楼200套房,每套房用电功率10000W,总功率,每天用电10小时,年耗电量,可用约33年。质能关系预言:物质的质量就是能量的一种储藏.1千克汽油的燃烧值为焦耳.例如,1kg水由0加热到100时所增加的能量为质量增加*四 质能公式在原子核裂变和聚变中的应用质量亏损原子质量单位放出的能量1g铀-235的原子裂变所释放的能量1核裂变我国于1958年建成的首座重水反应堆我国已建成的岭澳核电站我国在建的单机容量最大的田湾核电站原子弹核裂变2轻核聚变释放能量
4、质量亏损轻核聚变条件温度要达到时,使具有的动能,足以克服两之间的库仑排斥力.氘核氦核1967年6月17日,中国第一颗氢弹爆炸成功五动量与能量的关系极端相对论近似光子光的波粒二象性普朗克常量例1设一质子以速度运动.求其总能量、动能和动量.解质子的静能也可如此计算例2已知一个氚核和一个氘核可聚变成一氦核,并产生一个中子,试问这个核聚变中有多少能量被释放出来.解核聚变反应式氘核和氚核聚变为氦核的过程中,静能量减少了例在一种热核反应中,各种粒子的静质量如下:求反应释放的能量.氘核氚核氦核中子反应质量亏损释放能量1kg核燃料释放能量锂原子的核反
5、应两 粒子所具有的总动能两 粒子质量比静质量增加理论计算和实验结果相符.实验测量
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