Relativistic patikil mas

Nan 1905, Albert Einstein pibliye teyori li nan Relativity, ki se yon ti kras chanje lide a nan syans nan mond lan. Baze sou ki sipozisyon l 'te fòmil relativistic mas jwenn.

teyori relativite espesyal nan

Sans la an antye manti nan lefèt ke nan sistèm k ap deplase parapò ak chak lòt, nenpòt nan plizyè pwosesis pran plas nan diferan fason. Espesyalman, li se eksprime, pou egzanp, yon ogmantasyon nan pwa ak ogmante vitès. Si vitès la nan mouvman nan sistèm la se pi mwens pase vitès la nan limyè (υ << c = 3 × 10 ^8), chanjman sa yo yo prèske pa bezwen aparan, depi yo pral gen tandans a zewo. Sepandan, si vitès la machin fèmen a vitès la nan limyè (egzanp, ki egal a yon sèl-dizyèm nan li), Lè sa a, faktè tankou pwa longè, ak lè nan nenpòt chanjman pwosesis. Avèk èd nan fòmil sa yo ka kalkile valè sa yo nan yon ankadreman k ap deplase nan referans, ki gen ladan - mas la nan yon patikil relativistic.

Ki kote l _0, m ₀ ak t ₀ - longè nan kò a, mas la ak pwosesis la nan yon sistèm estasyonè, ak υ - vitès nan objè a.

Dapre teyori Einstein a, pa youn nan kò a se pa kapab rive nan yon vitès ki pi konsekan pase vitès la nan limyè.

rès mas

K relativistic patikil rès mas rive sètadi nan teyori relativite, lè pwa a kò oswa patikil yo kòmanse chanje depann sou vitès. An konsekans, rès la mas rele pwa kò, ki se ki genyen nan tan an nan mezi nan rès (nan absans la nan mouvman), dir vitès li yo se zewo.

pwa kò relativistic se youn nan paramèt prensipal yo nan deskripsyon an nan mouvman.

prensip matche

Apre aparans nan teyori Einstein a mande pou kèk revizyon itilize pou plizyè syèk mekanik Newton, ki pa te kapab itilize lè w ap konsidere ankadreman yo referans, k ap deplase nan yon vitès konparab ak vitès la nan limyè. Se poutèt sa, tout li te pran chanje ekwasyon yo dinamik lè l sèvi avèk transfòmasyon nan Lorentz - chanje kò a kowòdone oswa yon pwen, epi moman lè pwosesis la nan tranzisyon ant sistèm referans inèrsyèl. Deskripsyon nan transfòmasyon done ki baze sou lefèt ke nan chak ankadreman inèrsyèl tout lwa yo nan travay fizik egalman ak egalego. Kidonk, lwa yo nan lanati se pa nan nenpòt fason depann sou chwa pou yo sistèm nan referans.

Soti nan transfòmasyon koyefisyan an Lorentz epi li se eksprime pa mekanik debaz yo relativistic, jan sa dekri pi wo a epi yo te nonmen ak α nan lèt.

Prensip la nan matche se senp ase - li te di ke nenpòt ki nouvo teyori nan nenpòt ka patikilye patikilye ap bay rezilta yo menm jan ak yon sèl la anvan yo. Espesyalman, nan mekanik relativistic li se reflete pa lefèt ke nan vitès ki pi ba anpil pase vitès la nan limyè, lwa yo nan mekanik klasik yo te itilize.

relativistic patikil

se relativistic patikil rele yon patikil ki deplase nan yon vitès konparab ak vitès la nan limyè. se mouvman yo dekri nan relativite espesyal. Se la menm yon gwoup nan patikil ki gen egzistans se sèlman posib pandan y ap kondwi nan vitès la nan limyè - sa yo, yo rele yo patikil yo san yo pa mas oswa jis massless, depi rès la nan mas la se zewo, kidonk li se patikil inik ki pa gen okenn opsyon menm jan an nan ki pa Peye-relativistic, mekanik yo klasik .

Ki se, se mas la nan yon patikil relativistic nan rès pouvwa gen zewo.

ka Patikil dwe rele relativistic si enèji sinetik li yo pouvwa gen konparab ak enèji nan ki se eksprime pa fòmil ki anba la a.

Sa a fòmil detèmine kondisyon an nan vitès la yo mande yo.

Enèji a nan patikil yo kapab tou gen pou plis pase enèji rès li yo - sa yo yo rele ultrarelativistic.

A dekri mouvman an nan patikil sa yo itilize nan mekanik pwopòsyon ak pwopòsyon jeneralman teyori jaden pou plis vaste deskripsyon.

aparans

patikil sa yo (relativistic ak ultra-relativistic) egziste nan fòm natirèl sèlman nan radyasyon cosmic, se sa ki radyasyon, sous la nan ki se deyò nati elektwomayetik Latè a. Man yo, yo yo kreye atifisyèlman nan accélérateurs espesyal - lè l sèvi avèk yo tankou yon kalite douzèn kèk nan patikil yo te jwenn, ak lis sa a se toujou ap mete ajou. Tankou yon anviwònman se, pou egzanp, Gwo adron collide la, ki se nan Laswis.

Emerging ak elektwon β-pouri anba tè pouvwa tou pafwa rive nan yon vitès ase yo nan lòd yo bay yo nan yon klas nan relativistic. ka relativistic mas elèktron tou jwenn sou fòmil sa yo.

Konsèp la nan mas

Pwa mekanik Newton gen plizyè pwopriyete obligatwa:

• Atraksyon nan gravitasyonèl nan kò rive paske nan pwa yo, se sa ki, dirèkteman depann sou li.
• pwa kò pa depann de chwa pou yo sistèm nan referans epi yo pa chanje lè chanjman li yo.
• se inèsi nan yon kò mezire pa pwa li yo.
• Si se kò a ki estoke nan yon sistèm nan ki pa gen okenn pwosesis pa rive ak ki se fèmen, mas li yo pral nòmalman pa gen okenn chanjman (eksepte pou transfè a difizyon ki nan solid se trè dousman).
• Konpoze mas kò konsiste de mas la nan pati moun li yo.

Prensip la nan relativite

• prensip Galileo a nan relativite.

te Prensip sa a formul pou mekanik ki pa relativistic, epi li se eksprime jan sa a: kèlkeswa si sistèm nan se nan rès, oswa yo fè okenn mouvman, tout pwosesis yo nan yo kontinye menm jan an.

• prensip Einstein a nan relativite.

se prensip sa a ki baze sou de prensip:

1. Galile prensip relativite se itilize nan ka sa a. Sa se, nenpòt moun ki gen absoliman tout lwa yo nan lanati travay menm jan an.
2. vitès la nan limyè toujou ak absoliman nan tout ankadreman referans se menm bagay la, kèlkeswa vitès la nan mouvman nan sous la limyè ak ekran an (limyè reseptè). Pou pwouve sa a reyalite, yon kantite eksperyans, ki konplètman konfime devine inisyal la.

mas la nan mekanik yo relativistic ak Newton

• Nan contrast nan mekanik yo Newton, nan teyori an mas relativistic pa kapab yon mezi kantite lajan an nan materyèl. Ak tout bon se mas la relativistic detèmine pa yon fason pi plis vaste, kite li posib yo eksplike, pou egzanp, egzistans lan nan patikil san yo pa mas. Nan mekanik relativistic, ki konsantre sou enèji olye ke mas - ki se detèminan prensipal la nan nenpòt ki kò oswa patikil elemantè, se enèji li yo oswa momantòm. Enpilsyon se posib jwenn fòmil sa a.

• Sepandan, mas la rès nan patikil la se yon karakteristik ki enpòtan anpil - valè li yo se anpil ti ak nimewo a nan enstab, se konsa yo apwopriye pou mezi ak presizyon maksimòm ak vitès. ka Enèji patikil rès ka jwenn pa fòmil ki anba la a.

• Menm jan an tou Newton teyori nan yon pwa sistèm izole se konstan, dir, pa chanje ak tan. Epitou li pa chanje ak tranzisyon an soti nan yon CO nan yon lòt.
• Gen se absoliman pa gen okenn mezi inèsi nan kò a deplase.
• Mas la relativistic nan yon kò k ap deplase se pa sa detèmine pa enfliyans nan fòs gravitasyonèl sou li.
• Si pwa kò ki egal a zewo, li pral gen pou avanse pou pi nan vitès la nan limyè. ranvèse a se pa vre - vitès la nan limyè ka rive jwenn pa sèlman patikil yo massless.
• enèji an total de patikil relativistic se posib lè l sèvi avèk ekspresyon sa a:

Nati a nan mas

Jiska dènyèman, syans te te panse ke se mas la nan nenpòt ki patikil ki te koze pa nati elektwomayetik, men gen dat li te vin konnen sa nan fason sa a li se posib yo eksplike sèlman yon ti pati nan li - se kontribisyon prensipal la soti nan nati a nan entèraksyon an fò, ki rive soti nan gluons yo. Sepandan, metòd sa a pa kapab eksplike pa mas la nan yon patikil douzèn, nati a nan ki te gen pa ankò yo te eluside.

Relativistic ogmantasyon mas

Ka rezilta a nan tout teyorèm ak lwa dekri anwo a dwe manifeste byen klè ase, menm si, ak pwosesis la dwòl. Si yon sèl kò ap deplase relatif nan chak lòt ak nenpòt ki vitès, paramèt li yo ak kò yo nan andedan, si kò orijinal la se yon chanjman sistèm. Natirèlman, nan vitès ki ba li se prèske pa gen aparan, men efè a ap toujou gen prezan.

Yon moun kapab site yon senp egzanp - yon lòt pasaj nan tan nan yon k ap deplase nan 60 km tren / h. Lè sa a, se fòmil sa a kalkile koyefisyan nan varyasyon nan paramèt yo.

te fòmil sa a tou dekri anwo a. Ranplase tout done yo nan li (lè c ≈ 1 · 10 ⁹ km / h) ak rezilta sa yo:

Li evidan, chanjman an se piti anpil epi yo pa chanje pèfòmans nan nan èdtan konsa ke li te vizib.