Relativistic maliit na butil masa

Sa 1905, Albert Einstein-publish na ang kanyang teorya ng kapamanggitan, na kung saan ay bahagyang nagbago ang ideya ng ang agham ng mundo. Batay sa kanyang mga palagay formula relativistic masa ay natamo.

Espesyal theory of relativity

Ang buong kakanyahan ay namamalagi sa ang katunayan na sa mga sistema ng paglipat ng kamag-anak sa bawat isa, alinman sa ilang mga proseso na maganap sa iba't ibang paraan. Sa partikular, ito ay ipinahayag, halimbawa, ang isang pagtaas sa timbang ng pagtaas ng bilis. Kung ang bilis ng paggalaw ng ang sistema ay higit na mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag (υ << c = 3 × 10 ^8), ang mga pagbabagong ito halos hindi halata, dahil sila ay may posibilidad na zero. Gayunpaman, kung ang bilis ng sasakyan malapit sa bilis ng liwanag (hal, katumbas ng isang-ikasampu ng ito), at pagkatapos ay mga salik na gaya ng timbang, haba at oras ng anumang mga pagbabago na proseso. Sa tulong ng mga sumusunod na formula ay maaaring kalkulahin ang mga halagang ito sa isang paglipat ng frame ng sanggunian, kabilang ang - ang masa ng isang relativistic tinga.

Saan l _0, m ₀ at t ₀ - haba ng katawan, masa at ang proseso sa isang nakatigil system, at υ - bilis ng object.

Ayon sa Einstein 's theory, wala sa mga katawan ay hindi magagawang upang maabot ang isang mas mataas na bilis kaysa sa bilis ng liwanag.

nagpapahingang masa

Q relativistic na butil pahinga masa ay nangyayari lalo sa kapamanggitan teorya, kapag ang timbang ng katawan o ang mga particle magsimulang magbago depende sa bilis. Alinsunod dito, ang ilang bahagi mass na tinatawag na timbang ng katawan, na siyang nakapaloob sa panahon ng pagsukat sa iba (sa kawalan ng galaw), hal bilis nito ay zero.

Relativistic timbang ng katawan ay isa sa mga pangunahing mga parameter sa paglalarawan ng paggalaw.

pagtutugma ng mga prinsipyo

Matapos ang hitsura ng Einstein 's theory nangangailangan ng ilang revision na ginagamit para sa ilang mga siglo tagasunod ni Nyuton mekanika, na kung saan ay hindi maaaring gamitin kapag isinasaalang-alang ang reference frame, gumagalaw sa isang bilis na maihahambing sa bilis ng liwanag. Samakatuwid, ang lahat ng ito kinuha upang baguhin ang mga dynamic na equation gamit ang Lorentz pagbabagong-anyo - ang pagbabago ng katawan ng mga coordinate o ng isang punto at oras kapag ang proseso ng paglipat sa pagitan inertial reference sistema. Paglalarawan ng data pagbabago batay sa ang katunayan na sa bawat inertial frame sa lahat ng mga batas ng pisika work pantay at equitably. Kaya, ang mga batas ng likas na katangian ay hindi sa anumang paraan ay depende sa pagpili ng reference system.

Mula sa Lorentz transformation koepisyent at ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng mga pangunahing relativistic mechanics, tulad ng inilarawan sa itaas at pinangalanan sa titik α.

Ang prinsipyo ng pagtutugma ay sapat na simple - sabi niya na ang anumang mga bagong teorya sa anumang partikular na partikular na kaso ay magbibigay ng parehong mga resulta bilang ang nakaraang isa. Sa partikular, sa relativistic mechanics ng ito ay sinasalamin ng ang katunayan na sa bilis na mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag, ang mga batas ng klasikong mekanika ay ginagamit.

relativistic na butil

Relativistic maliit na butil ay tinatawag na isang maliit na butil na gumagalaw sa isang bilis na maihahambing sa bilis ng liwanag. Ang kanilang mga kilos ay inilalarawan sa pamamagitan ng espesyal na relativity. Mayroong kahit isang pangkat ng mga particle na kung saan ang pag-iral ay posible lamang habang nagmamaneho sa bilis ng liwanag - ang mga ito ay tinatawag na mga particle na walang mass o basta walang masang gaya sa iba, ang kanilang mga masa ay katumbas ng zero, kaya ito ay natatangi particle na walang anumang katulad na mga opsyon sa non-relativistic, classical mechanics .

Iyon ay, ang masa ng isang relativistic butil ng pahinga ay maaaring zero.

Particle ay maaaring tinatawag na relativistic kung ang kanyang kinetiko enerhiya ay maaaring maihahambing sa mga enerhiya na kung saan ay ipinahayag sa pamamagitan ng mga sumusunod na formula.

formula na ito ay sumusuri sa kalagayan ng mga kinakailangang bilis.

Ang enerhiya ng mga particle ay maaari ding maging higit sa kanyang natitirang enerhiya - ito ay tinatawag na ultrarelativistic.

Upang ilarawan ang mga kilusan ng mga naturang mga particle na ginagamit sa quantum mechanics at quantum pangkalahatan field theory para sa mas malawak na paglalarawan.

hitsura

Ang nasabing particle (relativistic at ultra-relativistic) na umiiral sa likas na anyo lamang sa cosmic radiation, iyon ay radiation, ang pinagmulan ng kung saan ay sa labas electromagnetic kalikasan ng Earth. Man, ang mga ito ay nilikha artipisyal sa espesyal na accelerators - gamit ang mga ito bilang ng ilang dosenang mga uri ng mga particle ay natagpuan, at listahang ito ay patuloy na-update. Tulad ng isang setting na ito, halimbawa, ang Large Hadron Collider, na kung saan ay sa Switzerland.

Umuusbong na may β-pagkabulok electron ay maaari ring minsan ay maabot ang isang sapat na bilis upang magtalaga ng mga ito sa isang klase ng relativistic. Relativistic electron mass ay maaari ding matagpuan sa mga formula.

Ang konsepto ng mass

Timbang tagasunod ni Nyuton mekanika ay may ilang mga umiiral na mga ari-arian:

• Ang gravitational-akit ng katawan arises dahil sa kanilang timbang, iyon ay, direkta ay depende sa ito.
• Katawan timbang ay hindi nakasalalay sa ang pagpili ng ang reference na sistema at ay hindi nagbabago kapag ang pagbabago nito.
• katiningan ng isang katawan ay sinusukat sa pamamagitan ng kanyang timbang.
• Kung ang katawan ay naka-imbak sa isang sistema kung saan walang mga proseso ay hindi magaganap at na kung saan ay sarado, ang masa ay halos walang pagbabago (maliban para sa pagsasabog transfer na sa solids ay napaka-mabagal na).
• Composite katawan mass ay binubuo ng mga mass ng kanyang mga indibidwal na mga bahagi.

Ang prinsipyo ng kapamanggitan

• prinsipyo ni Galileo of relativity.

prinsipyo na ito ay formulated para sa mga di-relativistic mechanics, at ay ipinahayag bilang mga sumusunod: hindi alintana kung ang sistema ay nasa katiwasayan, o sila ay gumawa ng anumang mga kilusan, ang lahat ng mga proseso sa mga ito ay magpatuloy sa parehong paraan.

• Einstein prinsipyo ng kapamanggitan.

prinsipyo na ito ay batay sa dalawang mga prinsipyo:

1. Galileo relativity prinsipyo ay ginagamit sa kasong ito. Iyon ay, ang sinuman na may ganap na ang lahat ng mga batas ng kalikasan gumagana sa parehong paraan.
2. Ang bilis ng liwanag lagi at ganap sa lahat ng reference frame ay ang parehong, hindi alintana ang bilis ng paggalaw ng ang liwanag pinagmulan at ang screen (light receiver). Upang patunayan ang katotohanang ito, ang isang bilang ng mga eksperimento, na kung saan ganap na nakumpirma ang unang hula.

Ang mass sa relativistic at tagasunod ni Nyuton mekanika

• Sa kaibahan sa tagasunod ni Nyuton mekanika, sa relativistic masa teorya ay hindi maaaring maging isang sukatan ng halaga ng materyal. At sa katunayan ang relativistic masa ay natutukoy sa pamamagitan ng isang mas malawak na paraan, iwan dito na posible upang ipaliwanag, halimbawa, ang pagkakaroon ng mga particle na walang masa. Sa relativistic mechanics, na tumututok sa enerhiya sa halip na mass - iyon ay ang pangunahing nagtatakda ng anumang katawan o maliit na butil elementarya, ay ang kanyang enerhiya o momentum. Impulse ay posible upang mahanap ang mga sumusunod na formula.

• Gayunman, ang ilang bahagi mass ng maliit na butil ay isang napaka-mahalagang tampok - ang halaga nito ay napakaliit at ang bilang ng mga hindi matatag, kaya angkop para sa mga sukat na may maximum na katumpakan at bilis. Enerhiya tipik iba ay maaaring matagpuan sa pamamagitan ng mga sumusunod na formula.

• Katulad nito Newton theories sa isang nakahiwalay na sistema timbang ay pare-pareho, ibig sabihin, ay hindi magbabago sa oras. Gayundin ito ay hindi baguhin at ang paglipat mula sa isang CO sa isa pa.
• May ay ganap na walang sukatan ng pagkawalang-galaw ng paglipat ng katawan.
• Ang relatibistikong masa ng isang paglipat ng katawan ay hindi natutukoy sa pamamagitan ng impluwensiya ng gravitational pwersa dito.
• Kung pagbaba ng katawan ay katumbas ng zero, ito ay may upang ilipat sa bilis ng liwanag. Ang kabaligtaran ay hindi totoo - ang bilis ng liwanag ay maaaring maabot ang hindi lamang ang walang masang particle.
• Ang kabuuang enerhiya ng relativistic particle ay posible gamit ang mga sumusunod na expression:

Ang likas na katangian ng mass

Hanggang kamakailan lamang, sa agham ay naisip na ang mass ng anumang maliit na butil ay sanhi ng electromagnetic kalikasan, ngunit sa petsa ng ito ay naging kilala na sa ganitong paraan ito ay posible upang ipaliwanag lamang ng isang maliit na bahagi nito - ay ang pangunahing kontribusyon ay mula sa likas na katangian ng malakas na pakikipag-ugnayan, na nagmumula sa gluons. Gayunman, ang paraan na ito ay hindi maaaring ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga masa ng isang dosenang mga particle, ang likas na katangian ng kung saan ay hindi pa elucidated.

Relativistic pagtaas mass

Ang resulta ng lahat ng theorems at mga batas na inilarawan sa itaas ay maaaring ipinahayag malinaw na sapat, kahit na, at ang kahanga-hangang proseso. Kung ang isa katawan ay gumagalaw kamag-anak sa bawat isa sa anumang bilis, ang mga parameter nito at ang mga katawan sa loob, kung ang orihinal na katawan ay isang sistema ng pagbabago. Of course, sa mababang mga bilis ng ito ay halos hindi halata, ngunit ang epekto ay pa ring maging kasalukuyan.

Ang isa ay maaaring banggitin ang isang simpleng halimbawa - isa pang pagdaan ng panahon sa isang paglipat sa 60 km / h tren. Pagkatapos ay ang mga sumusunod na formula ay kinakalkula koepisyent ng pagkakaiba-iba ng mga parameter.

formula na ito ay din ng inilarawan sa itaas. Substituting ang lahat ng mga data sa loob nito (kapag c ≈ 1 · 10 ⁹ km / h) sa mga sumusunod na resulta:

Malinaw, ang pagbabago ay lubhang maliit at ay hindi nagbabago ang pagganap ng oras upang ito ay makikita.