第3次 相对论动力学-课件PPT（荐）.ppt

上次内容回顾
同时的相对性
运动时钟
运动长度
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一)牛顿力学(经典力学):
质点的动量动量守恒(所有惯性系)
(1)质量是恒量;(2)遵循伽利略变换
牛顿定律
相对论动力学方程、质量、动量、能量
(Relativistic Dynamic Equation 、Mass、Momentum、Energy)
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用一恒力加速一个粒子,依牛顿定律其加速度为
即,按牛顿定律粒子速度可以超过光速。在经典力学中速度没有上限。
人们曾在美国斯坦福直线加速器中加速电子,加速器全长2英里,每米加以七百万伏电压。
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斯坦福加速器全貌
斯坦福加速器内貌
全长2英里
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依经典理论电子速度应该达到:
而实测值为:
结论:牛顿定律与光速极限矛盾
牛顿力学须改造!
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伽利略变换下
1)在“LT”下具有协变性---满足相对性要求及光速不变原理。(各种物理规律包括动量守恒及能量守恒在不同惯性系中具有相同的形式。)
2)满足渐进性要求--
伽利略变换
如何改造呢?
改造应满足:
经典:
动量与速度成正比,且质量不变。
二)相对论性动量和质量
可以证明,如果不改变定义,动量守恒在洛伦兹变换下
不能对一切惯性系都成立!
. 程守洙-江之永《普通物理学》1982 第三册P123。
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必须进行修正
怎么修正?途径?
1)可改变动量定义
2)可改变质量定义
采用后者
事实上:这一结论早在1905年考夫曼从放射性镭放出的高速电子的实验中就被发现。相对论问世以后再次由考夫曼、彼歇勒(1909年)、盖伊拉范采(1915年)经实验证实。
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这样动量的表达式应为(保留定义式):
可见,质量随速度增大而增大。
经典中(伽利略变换下)质量不变,光速变。
不可能,静止质量不为零的粒子不可能以光速运动!
若,则当时,
洛伦兹变换下
动量形式不变
且动量守恒。
. 程-江
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三)相对论动力学方程
相对论中仍然保持了牛顿定律的原来框架。
其中,
为质点的速度。
注意:1)
2)方程虽保持了原牛顿定律的框架
但内容却有别。
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注意:
2)方程虽保持了原牛顿定律的框架
但内容却有别。
经典力学
相对论力学
力的作用
产生
改变速度
的大小、方向
改变速度、改变
质量
F长时间
作用
力的方向
决定于
决定于
的合矢量方向
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