相对论的动量和能量

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1、物理概念：质量，动量，能量，……重新审视其定义(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原则即趋于低速时，物理量须趋于经典理论中相应的量寻找具有相对论性的质点运动力学方程和规律牛顿第二定律（1）不具有洛仑兹变换的不变性.（2）在作用下获得加速，在不变的情况下，质点速度大小会达到和超过光速.问题引出：C1）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.当时,C15-5相对论的动量与能量当时,二.狭义相对论力学的基本方程相对论动量守恒定律当时，

2、增加,而，所以光速C为物体的极限速度.当时，不变.当时,当时,三质量与能量的关系动能定理设积分后，得利用和得相对论动能静能：物体静止时所具有的能量.相对论质能关系当时,总能量静能量说明相对论中的质量不仅是惯性的量度，也是能量的量度。处于静止状态的物体也蕴藏着相当可观的能量质量变化对应着能量的变化自然界中，质量和能量守恒是统一定律物理学中最简单最优美的公式1932年英国物理学家(J.D.Cockcroft)和爱尔兰物理学家(E.T.Walton)利用质子加速器进行了人工核蜕变，第一次从实验上验证了质能关系，为此他们于1951年获诺贝尔物理学奖．此后,在放

3、射性蜕变、原子核反应以及高能粒子实验中，无数事实都证明了质能关系的正确性。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。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质能关系预言：物质的质量就是能量的一种储藏.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四.质能关系的应用质量转能量1945年，美国在日本广岛

4、和长崎各投下一枚原子弹，造成近二十万人死亡.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1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功能量转质量经由高能加速器碰撞，人类制造出新的元素(原子序93以上)。五动量与能量的关系极端相对论近似光子光的波粒二相性普朗克常数例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2π+介子的静止质量是2.49×10-28kg，固有寿命是2.6×10-8s。速度为光速的60%的π+介子质量是多少？寿命为多长？解：例3观察者乙以4c/5的速度相对静止的观察者甲运动，乙带一质量为1

5、kg的物体，则甲测得此物体的质量为多少？乙带一长为l，质量为m的棒，该棒安放在运动方向上，则甲测得棒的线密度为多少？解：本章小结狭义相对论的基本原理：(1)相对性原理：物理定律对一切惯性系等价。(2)光速不变原理：真空中光速与光源或观察者的运动无关。洛仑兹变换式相对论的时空观念长度和时间的测量与参照系的选择有关。(1)动钟变慢效应(2)动尺缩短效应相对论动力学相对论质量相对论动量相对论动力学方程相对论能量与动量的关系：能量动能静能能量与动量关系对于光子