验证快速电子动量和动能相对论关系.ppt

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1、验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验目的实验背景实验原理实验步骤注意事项实验感想验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验目的本实验通过对快速电子的动量值及动能的同时测定来验证动量和动能之间的相对论关系。同时实验者将从中学习到磁谱仪测量原理、闪烁记数器的使用方法及一些实验数据处理的思想方法。返回目录验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验背景牛顿的绝对时空观认为时间和空间是两个独立的概念，彼此之间没有联系；同一物体在不同惯性参照系中观察到的运动学量可通过伽利略变换而互相联系。这就是力学相对性原理：一切力学规律在伽利略

2、变换下是不变的。19世纪末至20世纪初，人们试图将伽利略变换和力学相对性原理推广到电磁学和光学时遇到了困难。实验证明对高速运动的物体伽利略变换是不正确的，实验还证明在所有惯性参照系中光在真空中的传播速度为同一常数。在此基础上，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论，并据此导出从一个惯性系到另一个惯性系的变换方程即“洛伦兹变换”。返回目录验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验原理对高速电子其动能与动量关系如下图所示：验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验原理验证相对论效应实验装置及其示意图如下：返回目录验证快速电子的动

3、量与动能的相对论关系实验步骤检查仪器线路连接是否正确，然后开启高压电源，开始工作；放上定标源，打开盖子，移动闪烁探测器使其狭缝对准源的出射孔并开始记数测量；调整加到探测器上的高压和放大数值，使测得的的1.33MeV峰值道数在一个比较合理的位置（建议：在多道脉冲分析器总道数的50%-70%之间）；选择好高压和放大数值后，稳定10分钟以上；正式开始对闪烁探测器进行能量定标。首先测量的能谱，等1.33MeV光电峰的峰顶记数达到500以上后，对能谱进行数据分析，记录下1.17和1.33MeV两个光电峰在多道能谱分析器上对应的道

4、数；验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验步骤移开探测器，关上定标器的盖子取出，然后放上定标器，打开盖子并移动闪烁探测器使其狭缝对准源的出射孔，开始记数测量，等0.661MeV光电峰的峰顶记数达到1000后对能谱进行数据分析，记录下该光电峰在多道能谱分析器上对应的道数；关上定标源取出，由0.661、1.17、1.33MeV三个已知能量，建立能量和道数之间的关系，从而完成对探测器的定标；打开机械泵抽真空，达到初级真空即可断开真空泵电源；盖上有机玻璃罩，打开源的盖子开始测量快速电子的动量和动能，探测器与源的距离在10至2

5、5cm之间；选定探测器位置后开始逐个测量单能电子能峰，记下峰位道数和相应的位置坐标；全部数据测量完毕后关闭源及仪器电源，进行数据处理和计算。返回目录验证快速电子的动量与动能的相对论关系注意事项闪烁探测器上的高压电源、前置电源、信号线绝对不可以接错；严禁探测器在工作状态下见光，以免光电倍增管过载烧坏；装置的有机玻璃防护罩打开之前应先关闭源；应防止源强烈震动，以免损坏它的密封薄膜；一起使用前应开机预热10分钟，以免工作点漂移；搬动真空盒时应格外小心，以防损坏密封薄膜。返回目录验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验感想对待

6、问题的态度相对论为人所接受经历了-预言-证实-这一过程.我们知道爱因斯坦并没有因为两个相对论获得诺贝尔奖,因为当时他的学说是未被证实的,从而不被人所接受.我却认为物理学界对待相对论的态度是完全正确的,而且正反映了物理工作者一丝不苟的敬业精神.迷信权威等于扼杀智慧.爱因斯坦在1914年就确信他的理论是正确的；从报纸等媒体上获悉科学信息的一般大众则在1919年相信了爱因斯坦是正确的；而在更为专业的研究人员那里，还要经过半个多世纪的反复检验，才敢说广义相对论在当时的认识水平上是正确的。这种对待问题的态度无论在物理研究里还是在

7、日常生活中都是值得学习的.验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验感想实验的小结首先，用相对论性动量与相对论性能量的比较验证狭义相对论是本实验设计中最为独到也是成功的一点。我在阅读了实验资料后对此方法很是佩服，也有一种豁然开朗的感觉。对于某些定理或定律的验证往往不是停留在测量物理量并比较这一步上，更可以通过两个甚至更多物理量的比值或者乘积的比较得出结论。在以后实验设计中，这样的思维方式有时候可能会很有帮助。验证快速电子的动量与动能的相对论关系实验感想第二点值得借鉴的是在对电子动量和动能的测量上。由于经典力学和相对论力学

8、对高速运动物体的质量定义上有差异，所以直接用动量或者动能的定义式是肯定做不出结果的。于是实验中采用两种力学中都承认的电子在磁场中偏转的洛仑兹公式计算动量，将动量值转化为有关于电子电荷e、轨道半径R以及磁感应强度B的物理量，避免了对于电子质量m的不同认识，同时也不用花费精力测量的电子速度v。而在测量动能时，其采取了用能量探测器进行线