3.3相对论.pptVIP

* 相对于尺子静止的观察者测得的长度 固有长度 相对于尺子运动的观察者测得的长度 运动长度 物体沿运动方向长度收缩，物体沿垂直运动方向长度不变 (最长) 在各个不同的惯性系中测量同一把尺子的长度，在相对于尺静止的惯性系中测得的尺子最长 内容回顾 一、长度收缩 在相对事件发生地点静止的惯性系中测得的时间 固有时间 在相对事件发生地点运动的惯性系中测得的时间 相对论时间 (最短) 在各个不同的惯性系中测量二事件发生的时间间隔在相对事件发生地点静止的惯性系中测得的时间最短 相对于观察者运动的时钟变慢 某种粒子从产生到衰变所经历的平均时间 粒子寿命 S’ 固有寿命 实验室 S 运动寿命 粒子 二、时间膨胀 三、同时性的相对性 注意: “同地”指沿X轴上同一点; “异地”指沿X轴上不同两点 S 系 S’系 (1) 同地异时 异地异时 (2) 异地同时 异地异时 (3) 异地异时 异地异时 (同地异时或同时异地) (4) 同地同时 同地同时 对于具有因果关系的两个事件,它们发生的时间顺序,在任何惯性系中观察，有什么关系？ S系 1 事件: 2 事件: S’系: 都是不能颠倒的！ 前 事件1 后 事件2 开枪 鸟死 子弹 v 在S 中： 先开枪，后鸟死 是否能发生先鸟死，后开枪？ 在S’ 中： 不会 0 动量守恒定律是物理学中非常重要的定律 一、相对论中的质量和动量 在伽利略变化下，可以同时在 系 系中成立。 在洛仑兹变换，不可能同时在 系中成立 洛仑兹变换 运动学证明正确，不能修正 实验定律，不能修正 定义---可以修正 恒量 直觉—可以修正 1. 相对论质量 §3.3 相对论动力学基础 以上 4 个等式不能同时成立，必须修正其中之一。 物理学家的选择：保留定义式，修正直觉。 修正后的质量： 说明： 1、 是 静止质量，或者 时的质量 2、 称为相对论质量，或者运动质量 m 不是常数，与速度有关，与参照系有关； 3、 是两个参照系之间的相对速度； 4、当 时 是不变量 5、当 时 是物体相对于某参照系的速度； 可以证明，修正后的动 量守恒定律是协变的。 分子分母中的 是一个物理量 恒量 在洛仑兹变换下，可以同时在 系中成立 2. 相对论动量 3、相对论动力学基本方程 定义 当 时 当 时 二、 相对论能量 质点在 的作用下，速度 质量 根据质点的动能定理： 由 得 是常量 是变量 1. 相对论动能 两边微分 整理得 即： 即： 相对论动能公式 当 时 为经典力学的动能公式 相对论动量与牛顿力学动量形式相同；相对论动能与牛顿力学动能形式不同。 注意: 实验验证： 函数曲线 牛顿力学 相对论 实验曲线 牛顿力学：只适用于低速 相对论：低速高速均适用 2. 相对论动能定理 当 时, 3、相对论质--能关系 能量和质量相差一个常数因子 当有 n 个粒子相互作用时，能量守恒定律为： =常量 =常量 两边除以 得：质量守恒定律 静止能量(静能) 总能量 质-能关系式 说明： （1）、经典物理学： 质量守恒、能量守恒是两条定律，彼此独立。 （2）、相对论： 质量守恒、能量守恒是统一的，其中的质量是指运动质量。 （3）、 原子能的重大发现首先用于了战争，给人类带来灾难。日本广岛的居民身受其害，是原子能的最大的受害者。 质能关系的发现，标志着原子能时代的到来。 物体向外释放能量，总能量减少，质量减少； 物体的质量减少，必然向外释放巨大的能量。 各粒子的静止质量 原子能： ①、核裂变----原子弹----铀238----可控----核电站 ②、核聚变----氢弹----氘、氚----不可控----炸弹 海水中蕴藏着巨大的能源----氢的同位素。 和平利用原子能，消减核武器，防止核武器扩散。 例1： 热核反应方程式 质子数 核子数 热量 高温 CD16：核裂变 质量亏损 释放能量 相当于1万多吨优质煤放出的能量（4列火车运量）, 一列火车煤炭=50节*60吨=3000吨 1Kg燃料所释放的能量 4、能量--