相对论的动量和能量.ppt

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1、洛仑兹变换中蕴含的狭义相对论的时空观1.同时的相对性2.时间延缓3.长度收缩相对论效应一列火车固有长度为,相对地面以速度行驶,地面上观察者发现有两个闪电同时击中火车的前后端问：火车观察者测得两闪电击中火车前后的时间间隔？相对论条件下运动学效应：相对论条件下动力学：同时是相对的；时间延缓；长度收缩质量、动量、动能、能量引言：牛顿定律的推论与光速极限的矛盾C物体恒力作用下的匀加速直线运动1.相对论质量静质量：物体相对于惯性系静止时的质量.：物体相对于某惯性系的速率质量不是一个绝对不变的量，而是与运动有关的相对量：物体相对于惯性系运动时测得

2、的质量讨论：　质量和速率的关系相对论质量当时C当时当时光子当时2相对论动量当时3相对论动能（推导思路：动能定理）相对论动能练习：有一粒子静止质量为m0，现以速度v=0.6c运动，它的质量________，动量__________，动能___________当粒子速率为________时，其相对论动量等于非相对论动量的两倍计算它的动能在什么速率下粒子的相对论动量等于非相对论动量的两倍？相对论动量：非相对论动量：总能量静能动能相对论质能关系4.相对论能量（3）E0在一定条件下可转化为其他形式的能量1千克汽油的燃烧值为焦耳.1千克的物体所包含

3、的静能（1）种类内能：分子动能、势能化学能：使原子结合的能量电磁能：使核和电子结合的能量结合能：核子间的结合能以及各组成部分(电子、中子、质子等)的静止能（2）计算静能E0：物理意义质量和能量有着不可分割的联系；相对论质量是能量的量度，质量和能量是反映物质的两个基本性质。质量守恒＝能量守恒懒惰性惯性(inertia)活泼性能量(energy)物体的懒惰性就是物体活泼性的度量.相对论的质能关系为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.质能关系预言：物质的质量就是能量的一种储藏.静质量亏损5.狭义相对论力学的

4、基本方程结论：用加速度表示的牛顿第二定律公式在相对论力学中不再成立。牛顿定律相对论动量守恒相对论能量守恒在某惯性系中，两个静止质量都是的粒子以相同的速率沿同一直线相对运动，碰撞后合成一个新的粒子，则新生粒子的静质量（）。D.无法确定练习：6动量与能量的关系应用：（1）光子的相对论质量（2）光子的动量已知光的能量：求：静质量：质量动量基本方程静能动能总能（质能关系）动量与能量的关系相对论非相对论１．a粒子在加速器中被加速，当其相对论质量为静质量的3倍时，其动能为静能量的A2倍．B3倍．C4倍．D5倍．２设一质子以速度运动.求其总能量、动

5、能和动量.(质子的静能)３.若上题中的质子与一静止质子发生完全非弹性碰撞，求合成粒子的总动量和总能量.例设一质子以速度运动.求其总能量、动能和动量.(质子的静能)也可如此计算解AlbertEinstein(1879–1955)20世纪最伟大的物理学家,于1905年和1915年先后创立了狭义相对论和广义相对论,他于1905年提出了光量子假设,为此他于1921年获得诺贝尔物理学奖,他还在量子理论方面具有很多的重要的贡献.原子物理的开端——放射性研究核反应贝克勒尔居里卢瑟福查德威克费米（意）哈恩（德）迈特纳（奥）超铀元素铀核裂变补充材料：　原

6、子核裂变和聚变反应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（=3吨煤）链式反应（西拉德、费米）爱因斯坦和西拉德奥本海默曼哈顿工程：历时三年，耗资20多亿美元，一千多位科学家田纳西州橡树岭（OakRidge）——提纯铀矿汉福德洛斯阿拉莫斯费米小组1942年第一座核反应堆（芝加哥大学）我国于1958年建成的首座重水反应堆2）轻核聚变释放能量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.氘核氦核光子（3）光子的动量（2）光子的相对论质量在某惯性系中，两个静止质量都是的粒子以相同

7、的速率沿同一直线相对运动，碰撞后合成一个新的粒子，则新生粒子的静质量为（）。练习：在什么速度下粒子的动能等于非相对论动能的两倍？动能：非相对论动能：相对论动量守恒定律在不同惯性系中大小不同.相对论动能当时,相对论质能关系质能关系预言：物质的质量就是能量的一种储藏.电子的静质量电子的静能质子的静能相对论质能关系静能：物体静止时所具有的能量.质子的静质量锂原子的核反应两　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(1)注意相对论动能与经典力学动能的区别和联系讨论(2)当vc，，意味着将一个静止质量不为零的粒

8、子，使其速度达到光速，是不可能的。