大学物理下册物理复习.ppt

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1、第15章狭义相对论基础1、狭义相对论的基本原理，洛仑兹坐标变换；同时性的相对性，长度收缩，时间延缓公式；1)光速不变原理在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值包括两个意思：光速不随观察者的运动而变化光速不随光源的运动而变化2)相对性原理一切物理规律在所有惯性系中具有相同的形式洛仑兹坐标变换同时性的相对性原时最短原长最长2、质速关系，静能、动能和总能公式；Eo=moC2E=mC2例15-3：在h0=6000m的高层大气中产生了一个介子，介子以0.998c的速度铅直向地面飞来，以知介子静止时

2、的平均寿命为2.10–6s，问介子在衰变前能否到达地面。正电子或负电子中微子反中微子用经典时空观计算介子所走路程介子还没到达地面，就已经衰变了。解：相对论时空观计算地面S系观测介子运动距离完全能够到达地面。实际上，不仅在地面，甚至在地下3km深的矿井中也测到了介子这一问题也可以从另一方面考虑。即假设有一个与μ介子相对静止的观测者，在他看来，μ介子的平均寿命为s，地面相对μ介子高速运动。因此，在他看来，μ介子产生时与地面的距离应为h=h0=379(m)μ介子可以飞行的距离(m)d3＞h，因此，μ

3、介子可以到达地面。例15-4.长为4m的棒静止在惯性系S中oxy平面内，并与x轴成30o角，S‘系与S系中以速度u=0.5c沿XX’轴正方向作匀速直线运动。t=t’=0时，两系的原点重合。求S‘系中观察者测得棒长和它与X'轴的夹角在S'系：解：在S系：L0=4mLx=cos30oLy=sin30oL’y=Ly=sin30o=2m15-5某不稳定粒子的固有寿命是,在实验室参考系中测得它的速度为,则此粒子从生产到湮灭能飞行的距离为()(c)15-7一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程

4、缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度v应为（）（A）（B）（C）（D）（D）15-8电子的静能为0.511MeV,当电子具有0.25MeV的动能时,它增大的质量与静止质量m0之比的近似值为()相对论动能：EK=mC2-m0C2=(m-m0)C2=0.25MeVEo=moC2=0.511MeV静止能量(B)15-9一粒子静止质量m0,当把它从静止加速到v=0.8c时,需要对该粒子做的功为().=0.666666m0C2(A)15-11介子在相对静止的坐标系中测得其寿命是,如果介子相对于地球的速度

5、为,则在地球坐标系中测得介子的寿命为15-12一观察者A在实验室中测得相对他静止的Oxy平面圆的面积为100cm2,另一观察者B乘坐火箭相对于A的速度0.96c沿平行于Oxy平面作匀速直线运动,则B测得此图形形状为,起面积为cm2.椭圆2815-13电子在10×106V电压的电场中加速,则其质量m=m0,速度v=c,如按经典理论计算则其速度为u=c.15-21一立方体的静止质量和体积分别为m0和V0。今设此立方体沿其一棱长的方向以速度v相对于观察者A运动。求观察者A测得其密度是多少？[分析]本题必须同时

6、考虑相对论长度收缩和质量随速度增加的效应。[解]设立方体的长、宽、高分别以表示，观察者A测得立方体的长、宽、高分别为相应体积为观察者A测得立方体的质量故相应的密度为15-22电子的静止质量m0=9.11×10-31kg。要把电子的速率从0.6c加速到0.8c，必须做多少功？[分析]本题可根据能量守恒公式求解，即外力所作的功等于电子动能的增量。[解]由相对论功能关系，电子的速率从0.6c加速到0.8c需要的功为15-23静止质量m0=9.11×10-31kg的电子从静止通过1.0×106V的电势差加速后，它

7、的质量、速率和动量各为多少？[分析]加速电势差对电子作的功等于电子动能的增量。[解]由相对论功能关系，有所以又因为所以电子的动量15-24子的静止能量为105.7MeV，平均寿命为2.2×10-8s。试求动能为150MeV的子的速度v是多少？平均寿命是多少？[分析]用相对论动能公式和时间膨胀公式可求得结果。[解]根据相对论动能公式得解得的平均寿命第16章量子物理基础1、光子的能量、质量和动量公式光子动量光子能量光子质量2、了解能量子及能量子假说提出的历史背景；3、康普顿散射、玻尔氢原子理论、德布罗意公式、

8、不确定关系式、四个量子数(各有一小题)1)康普顿公式反冲电子碰撞过程，能量守恒,动量守恒康普顿散射X光子与自由电子发生完全弹性碰撞,在散射的X射线中除有与入射波长相同的射线外，还有波长比入射波长更长的射线.这种现象叫康普顿散射或康普顿效应。2)玻尔关于定态和量子跃迁的假设①原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中（E1、E2、E3···），在这些状态中，电子绕核作加速运动而不辐射能量，这种状态称这为原子系统的稳定状态（定态）