牛頓定律與光速極限的矛盾

1、,牛頓定律與光速極限的矛盾,物體在恒力作用下的運(yùn)動,經(jīng)典力學(xué)中物體的質(zhì)量與運(yùn)動無關(guān),一　相對論力學(xué)的基本方程,1）相對論動量,當(dāng) 時,1　相對論動量和相對論質(zhì)量,2）相對論質(zhì)量,靜質(zhì)量 ：物體相對于慣性系靜止時的質(zhì)量 .,在不同慣性系中大小不同 .,當(dāng) 時,例如： 火箭以 v = 11.2 km/s 的速率運(yùn)動時, m = 1.000000000

2、9 m0,特例：v = c 光子,微觀粒子速率 v = 0.98c，m = 5.03 m0,若此時 m0= 0，則 m 可有一定量值。,若 m0 ? 0，則 m =∞，無意義；,2　相對論力學(xué)的基本方程,相對論動量守恒定律,當(dāng) 時， 急劇增加，而 ，所以光速 C 為物體的極限速度 .,當(dāng) 時：,二　相對論中的能量-質(zhì)量

3、關(guān)系,動能定理,設(shè),積分得,利用 和,得,相對論動能,當(dāng) 時,,相對論質(zhì)能關(guān)系,質(zhì)能關(guān)系預(yù)言：物質(zhì)的質(zhì)量就是能量的一種儲藏 .,電子的靜質(zhì)量,電子的靜能,質(zhì)子的靜能,相對論質(zhì)能關(guān)系,1千克的物體所包含的靜能,1千克汽油的燃燒值為 焦耳 .,靜能 ：物體靜止時所具有

4、的能量 .,質(zhì)子的靜質(zhì)量,例：,設(shè)：有 100 座樓，每樓 200 套房，每套房用電功率 10000 W ，總功率 ，每天用電 10 小時 ，年耗電量 ，1kg 物質(zhì)所包含的靜能的可用約 33 年。,例1 在一種熱核反應(yīng)中，各種粒子的靜質(zhì)量如下：

5、 . 求：反應(yīng)釋放的能量。,相對論能量和質(zhì)量守恒是一個統(tǒng)一的物理規(guī)律。,氘核氚核氦核中子,反應(yīng)質(zhì)量虧損,釋放能量,1 kg 核燃料釋放能量：,例2 求原子核的結(jié)合能 .,解：已知實(shí)驗(yàn)測得的質(zhì)子、中子、氦核的質(zhì)量：,原子核反應(yīng)因質(zhì)量虧損而釋放出的能量,慣性質(zhì)量的變化和能量的變化相聯(lián)系，質(zhì)量的大小應(yīng)標(biāo)志著能量的大小，這是相對論的又一極其重要的推論 .,相對論的質(zhì)能關(guān)系為開創(chuàng)原子能時代提供了理論基礎(chǔ)，這是一個具有劃時代的

6、意義的理論公式 .,三 相對論中的能量-動量關(guān)系,極端相對論近似,光子,光的波粒二象性,解 質(zhì)子的靜能,也可如此計算,例3 設(shè)一質(zhì)子以速度 運(yùn)動. 求其總能量、動能和動量. （ ）,質(zhì)量虧損,原子質(zhì)量單位,放出的能量,1kg 鈾 — 235 的原子裂變所釋放的能量,1 核裂變,質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變