相对论2

狭义相对论基本假设ThepostulatesoftheSpecialRelativity1.相对性原理在任何惯性系中，一切物理规律都相同2.光速不变原理即在彼此作匀速直线运动的任一惯性系中，所测得的光在真空中沿各个方向的速率是相等的。yxZoS系'x'y'z'o'S系vP(x,y,z,t)tzyx,,,222)(1)(1cvcvxttzzyycvvtxx洛仑兹变换（LorentzTransformation）高速运动物体速度极限cv一切物理规律都应具有洛仑兹变换不变性狭义相对论TheSpecialTheoryofRelativity狭义相对论运动学狭义相对论动力学一、相对论动力学方程基本要求狭义相对论动力学基础二、质量和速度关系三、质量和能量关系四、动量和能量关系＊＊．在洛伦兹变换下，具有不变性一、相对论动力学方程基本要求＊＊．在经典极限下能过渡到牛顿方程cv牛顿力学基本规律(1687)动能定理机械能守恒定律动量定理动量守恒定律牛顿第二定律方向一致时与当是常量vFm,amF＊＊．在洛伦兹变换下，具有不变性一、相对论动力学方程基本要求＊＊．在经典极限下能过渡到牛顿方程cvatv只要时间t足够长，速度v总会达到并超过光速ccvt一、相对论动力学方程基本要求cvFdtPdFdtPdFvctvmP一、相对论动力学方程基本要求cvmcv,时当2201cvmmm0——静止质量0,mmcv时当vm0mcvmPdtPdF0mm二、质量和速度关系F的变化将很小vcv有关的能量变为和mwwF2cmE惯性质量的大小标志着能量的大小20cmE静202cmmcEK力的功仍然体现为动能增加三、质量和能量关系202cmmcEK合理否？cv2021vmEK与经典动能形式完全不同利用泰勒展开式：202cmmcEK由22/12)(2111cvcv)1(20cm2021vmEK讨论cv2201cvmm两边平方后乘c2得20222EcpEE20cmpc42022242cmcvmcm动量222vmp相对论动量和能量关系式200cmE静能四、动量和能量关系一、相对论动力学方程基本要求狭义相对论动力学基础二、质量和速度关系三、质量和能量关系四、动量和能量关系第二定律(动量定理)PddtFdtPdF动能定理(功能原理)1212EEEEWkk2cmE0mm2.0141022u3.0160497u1.0086652u反应前5.0301519u反应后5.0112685u4.0026033u1u=1.660552×10-27kg1.0086652u1.00727647u核聚变反应释放的能量值0.0188834u释放出与此相应的能量值0.0188834u2.814×10–12(J)=1.759×107(eV)形成1mol氦核释放能量相当与100吨煤完全燃烧释放能量核聚变反应释放的能量值反应前5.0301519u反应后5.0112685u质量亏损例两全同粒子以相同的速率相向运动，碰后复合。求：复合粒子的速度和质量0mvVMvmvm22110V由能量守恒2022cMmc2200122cvmmMM02m损失的动能转换成静能解：设复合粒子质量为M速度为V碰撞过程，动量守恒一高速运动电子，当它的动能在数值上等于它的静止能量时，其速度题设：在数值上，若根据则即得0.866错误解法得0.910或得1.414END谢谢大家英国古典派诗人A.Pope为牛顿撰写的墓志铭：NatureandNature’slawlayhidinnight,Godsaid“letNewtonbe”andallwaslight.自然和自然法则隐没在黑暗之中，上帝说：“让牛顿降生”，于是，万物皆光明。