Рэлятывісцкая маса часціцы

Дата:

2019-02-19 14:00:21

Прагляды:

605

Рэйтынг:

1Любіць 0Непрыязнасць

Доля:

Table of contents:

У 1905 годзе Альберт Эйнштэйн апублікаваў сваю тэорыю адноснасці, якая некалькі змяніла ўяўленне навукі аб навакольным свеце. Зыходзячы з яго здагадак была атрымана формула рэлятывісцкай масы.

Спецыяльная тэорыя адноснасці

Уся сутнасць заключаецца ў тым, што ў сістэмах, якія рухаюцца адносна адзін аднаго, любыя працэсы працякаюць некалькі па-рознаму. Канкрэтна гэта выяўляецца, напрыклад, у павелічэнні масы з павелічэннем хуткасці. Калі хуткасць руху сістэмы значна менш хуткасці святла (υ << c = 3 · 108 ), то гэтыя змены практычна не будуць прыкметныя, так як яны будуць імкнецца да нуля. Аднак, калі хуткасць руху блізкая да хуткасці святла (напрыклад, роўная адной дзесятай ад яе), то такія паказчыкі, як маса цела, яго даўжыня і час любога працэсу, зменяцца. З дапамогай наступных формул магчыма разлічыць гэтыя значэння ў якая рухаецца сістэме адліку, у тым ліку - маса рэлятывісцкай часціцы.

Маса рэлятывісцкай часціцы

Тут l0, m0 t0 - даўжыня цела, яго маса і час працэсу ў нерухомай сістэме, а υ - хуткасць руху аб'екта.

Па тэорыі Эйнштэйна, ні адно цела не здольна развіваць хуткасць вялікую, чым хуткасць святла.

Маса спакою

Пытанне масы спакою рэлятывісцкай часціцы ўзнікае менавіта ў тэорыі адноснасці, калі маса цела або часціцы пачынае змяняцца ў залежнасці ад хуткасці. Адпаведна, масай спакою называецца маса цела, якое ў момант вымярэння змяшчаецца ў спакоі (пры адсутнасці руху), гэта значыць хуткасць яго раўняецца нулю.

Рэлятывісцкая маса цела з'яўляецца адным з асноўных параметраў пры апісанні руху.

Прынцып адпаведнасці

Пасля з'яўлення тэорыі адноснасці Эйнштэйна спатрэбіўся некаторы перагляд якая выкарыстоўваецца ў працягу некалькіх стагоддзяў механікі Ньютана, якая ўжо не магла выкарыстоўвацца пры разглядзе сістэм адліку, якія рухаюцца з хуткасцю, параўнальнай з хуткасцю святла. Таму спатрэбілася змяніць усе ўраўненні дынамікі, выкарыстоўваючы пераўтварэнні Лорэнца - змена каардынат цела або кропкі і часу працэсу пры пераходзе паміж инерциальными сістэмамі адліку. Апісанне дадзеных пераўтварэнняў грунтуецца на тым, што ў кожнай інерцыяльны сістэме адліку усе фізічныя законы працуюць аднолькава і раўнапраўна. Такім чынам, законы прыроды ніякім чынам не залежаць ад выбару сістэмы адліку.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

З пераўтварэнняў Лорэнца і выяўляецца асноўны каэфіцыент рэлятывісцкай механікі, які апісаны вышэй і названы літарай α.

Сам прынцып адпаведнасці досыць просты - ён кажа аб тым, што любая новая тэорыя ў нейкім пэўным прыватным выпадку будзе даваць тыя ж вынікі, што і папярэдняя. Канкрэтна ў рэлятывісцкай механіцы гэта адбіваецца тым фактам, што пры хуткасцях, якія шмат менш хуткасці святла, выкарыстоўваюцца законы класічнай механікі.

Рэлятывісцкая часціца

Рэлятывісцкай часціцай называецца часціца, якая рухаецца з хуткасцю, параўнальнай з хуткасцю святла. Іх рух апісваецца спецыяльнай тэорыяй адноснасці. Існуе нават група часціц, існаванне якіх магчыма толькі пры руху са хуткасцю святла - такія называюцца часціцамі без масы або проста безмассовыми, так як у стане спакою іх маса роўная нуля, таму гэта унікальныя часціцы, якія не маюць ніякага аналагічнага варыянту ў нерелятивистской, класічнай механіцы.

Тое ёсць, маса спакою рэлятывісцкай часціцы можа равнятся нуля.

Часціцу можна назваць рэлятывісцкай, калі яе кінэтычная энергія можа быць параўнальная з энергіяй, якая выяўляецца наступнай формулай.

Рэлятывісцкая маса

Дадзеная формула абумоўлівае ўмова неабходнай хуткасці.

Энергія часціцы таксама можа быць і больш сваёй энергіі спакою - такія называюць ультрарелятивистскими.

Для апісання руху такіх часціц выкарыстоўваецца квантавая механіка ў агульным выпадку і квантавая тэорыя поля для больш шырокага апісання.

З'яўленне

Падобныя часціцы (і рэлятывісцкі, і ультрарелятивистские) у натуральным выглядзе існуюць толькі ў касмічным выпраменьванні, то ёсць выпраменьванне, крыніца якога знаходзіцца па-за Зямлі, электрамагнітнай прыроды. Чалавекам жа яны штучна ствараюцца ў спецыяльных паскаральніках - з дапамогай іх жа былі знойдзены некалькі дзесяткаў відаў часціц, і гэты спіс пастаянна абнаўляецца. Падобнай устаноўкай з'яўляецца, напрыклад, Вялікі Адронны Калайдэр, які знаходзіцца ў Швейцарыі.

якія З'яўляюцца пры β-распадзе электроны таксама могуць часам дасягаць дастатковай хуткасці для таго, каб аднесці іх да класа рэлятывісцкіх. Рэлятывісцкая маса электрона таксама можа быць знойдзены па ўказаных формулах.

Паняцце масы

Маса ў механіцы Ньютана валодае некалькімі абавязковымі ўласцівасцямі:

  • Гравітацыйнае прыцягненне тэл ўзнікае з-за іх масы, то ёсць непасрэдна залежыць ад яе.
  • Маса цела не залежыць ад выбару сістэмы адліку і не змяняецца пры яе змене.
  • Інерцыя цела вымяраецца яго масай.
  • Калі цела знаходзіцца ў сістэме, у якой не адбываюцца ніякія працэсы і якая з'яўляецца замкнутым, то яго маса практычна не будзе змяняцца (акрамя дыфузійнай перадачы, якая ў цвёрдых тэл адбываецца вельмі павольна).
  • Маса складовага цела складаецца з мас асобных ягочастак.

Прынцыпы адноснасці

  • Прынцып адноснасці Галілея.

Дадзены прынцып быў сфармуляваны для нерелятивистской механікі і выяўляецца наступным чынам: па-за залежнасці ад таго, ці знаходзіцца сістэмы ў стане спакою ці ж яны здзяйсняюць якое-небудзь рух, усе працэсы ў іх працякаюць аднолькава.

  • Прынцып адноснасці Эйнштэйна.

Дадзены прынцып грунтуецца на двух пастулатах:

  1. Прынцып адноснасці Галілея выкарыстоўваецца і ў дадзеным выпадку. Гэта значыць, у любой СА абсалютна ўсе законы прыроды працуюць аднолькава.
  2. Хуткасць святла абсалютна заўсёды і ва ўсіх сістэмах адліку аднолькавая, па-за залежнасці ад хуткасці руху крыніцы святла і экрана (прымача святла). Для доказы гэтага факту быў праведзены шэраг эксперыментаў, якія цалкам пацвердзілі першапачатковую здагадку.

Маса ў рэлятывісцкай і ў ньютоновской механіцы

  • У адрозненне ад механікі Ньютана, у рэлятывісцкай тэорыі маса не можа з'яўляцца мерай колькасці матэрыялу. Ды і сама рэлятывісцкая маса вызначаецца некаторым больш шырокім спосабам, пакідаючы магчымым растлумачыць, напрыклад, існаванне часціц без масы. У рэлятывісцкай механікі асаблівая ўвага надаецца хутчэй энергіі, чым масе - то ёсць асноўным фактарам, вызначальным якое-небудзь цела або элементарную часціцу, з'яўляецца яго энергія або жа імпульс. Імпульс магчыма знайсці па наступнай формуле.

Рэлятывісцкая маса электрона

  • Аднак пры гэтым маса спакою часціцы з'яўляецца вельмі важнай характарыстыкай - яе значэнне з'яўляецца вельмі невялікім і нестабільным лікам, таму да вымярэнням падыходзяць з максімальнай хуткасцю і акуратнасцю. Энергію спакою часціцы можна знайсці па наступнай формуле.

Рэлятывісцкая маса цела

  • Аналагічна тэорыям Ньютана, у ізаляванай сістэме маса цела з'яўляецца пастаяннай, гэта значыць, не змяняецца з часам. Таксама не мяняецца яна і пры пераходзе ад адной СА да іншай.
  • Не існуе абсалютна ніякай меры інэрцыі які рухаецца цела.
  • Рэлятывісцкая маса які рухаецца цела не вызначаецца уздзеяннем на яго гравітацыйнымі сіламі.
  • Калі маса цела роўная нулю, то яно абавязкова павінна рухацца з хуткасцю святла. Адваротнае сцвярджэнне няправільна - хуткасці святла могуць дасягаць не толькі безмассовые часціцы.
  • Поўную энергію релятивисткой часціцы магчыма з дапамогай наступнага выказвання:

маса спакою рэлятывісцкай часціцы

Прырода масы

Да некаторага часу ў навуцы лічылася, што маса любы часціцы абумоўлена электрамагнітнай прыродай, аднак да цяперашняга моманту стала вядома, што такім чынам магчыма растлумачыць толькі малую яе частку - асноўны ж ўклад уносіцца прыродай моцных узаемадзеянняў, якія ўзнікаюць з-за глюёнаў. Аднак дадзеных спосабам немагчыма растлумачыць масу дзясятка часціц, прырода якой усё яшчэ не была высветленая.

Релятивистское павелічэнне масы

Вынік усіх апісаных вышэй тэарэм і законаў можна выказаць у дастаткова зразумелай, хоць і дзіўным працэсе. Калі адно цела рухаецца адносна іншага з якой-небудзь хуткасцю, то яго параметры і параметры тэл, якія знаходзяцца ўнутры, калі першапачатковае цела ўяўляе сабой сістэму, мяняюцца. Безумоўна, на малых хуткасцях гэта практычна не будзе прыкметна, аднак дадзены эфект усё роўна будзе прысутнічаць.

Можна прывесці просты прыклад - іншае заканчэнне часу ў які рухаецца з хуткасцю 60 км/ч цягніку. Тады па наступнай формуле разлічваецца каэфіцыент змены параметраў.

формула рэлятывісцкай масы

Дадзеная формула таксама была апісана вышэй. Падставіўшы дадзеныя ў яе (пры c ≈ 1·109 км/г), атрымаецца наступны вынік:

релятивистское павелічэнне масы

Відавочна, што змяненне надзвычай мала і не мяняе паказчыкі гадзін так, каб гэта было прыкметна.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/education/16562-the-relativistic-mass-of-the-particle.html

DE: https://tostpost.com/de/bildung/28350-die-relativistische-masse-des-teilchens.html

ES: https://tostpost.com/es/la-educaci-n/28376-la-masa-relativista-de-la-part-cula.html

HI: https://tostpost.com/hi/education/15894-the-relativistic-mass-of-the-particle.html

JA: https://tostpost.com/ja/education/17123-the-relativistic-mass-of-the-particle.html

KK: https://tostpost.com/kk/b-l-m/28290-relyativt-k-b-lshekt-massasy.html

PL: https://tostpost.com/pl/edukacja/28109-relatywisty-masa-cz-stki.html

PT: https://tostpost.com/pt/educa-o/28161-relyativistskaya-a-massa-da-part-cula.html

TR: https://tostpost.com/tr/e-itim/30549-relativistik-k-tle-par-ac-klar.html

UK: https://tostpost.com/uk/osv-ta/28256-relyativ-sts-ka-masa-chastinki.html

ZH: https://tostpost.com/zh/education/15934-the-relativistic-mass-of-the-particle.html






Alin Trodden - аўтар артыкула, рэдактар
"Прывітанне, Я Алін Тродден. Я пішу тэксты, чытаю кнігі і шукаю ўражанні. І я нядрэнна ўмею распавядаць вам пра гэта. Я заўсёды рады ўдзельнічаць у цікавых праектах."

Заўвага (0)

Гэтая артыкул не мае каментароў, будзьце першым!

Дадаць каментар

Навіны

Што такое сядзіба? Значэнне слова

Што такое сядзіба? Значэнне слова "сядзіба"

Што такое сядзіба? Гэта будынак, у якім калісьці жылі памешчыкі. Цяпер яно з'яўляецца гістарычным і архітэктурным помнікам. Аднак такое вызначэнне не дае вычарпальны адказ на пытанне аб тым, што такое сядзіба. Аб тым, калі ўзнікла...

Вышэйшая і найнізкая цеплыня згарання, віды паліва

Вышэйшая і найнізкая цеплыня згарання, віды паліва

Што такое цеплыня згарання паліва? Як разлічыць гэтую велічыню, дзе яе можна выкарыстоўваць? Разам будзем шукаць адказы на гэтыя важныя і актуальныя для чалавецтва пытанні.Што такое паліва?Гэта адзін кампанент альбо сумесь рэчываў...

Палітычныя рызыкі - гэта што такое? Паняцце, віды, прыклады

Палітычныя рызыкі - гэта што такое? Паняцце, віды, прыклады

У цяперашні час такое словазлучэнне як "палітычны рызыка" сустракаецца ва ўсіх СМІ, калі публікацыя прысвечана праблемам камерцыйнай дзейнасці. Цяпер кожны інвестар, які размяшчае капітал, мае вопыт працы на рынках, навыкі ўзаемад...

Атмасфера Зямлі: гісторыя з'яўлення і будова

Атмасфера Зямлі: гісторыя з'яўлення і будова

Атмасфера Зямлі — гэта газавая абалонка нашай планеты. Дарэчы, падобныя абалонкі ёсць практычна ва ўсіх нябесных тэл, пачынаючы ад планет Сонечнай сістэмы і заканчваючы буйнымі астэроідамі. Склад атмасферы залежыць ад многіх...

Варонежскі інстытут МУС: міфы і рэальнасць

Варонежскі інстытут МУС: міфы і рэальнасць

Варонежскі інстытут МУС РФ - адзін з вядучых вну ў рэгіёне. Яго характэрнай асаблівасцю з'яўляецца ўдалае сумяшчэнне гуманітарнага і тэхнічнага адукацыі на базе аднаго навучальнай установы з ваенізаваным характарам навучання. У вы...

Норма атмасфернага ціску для чалавека

Норма атмасфернага ціску для чалавека

З самых старажытных часоў людзі заўважалі, што паветра, з'яўляючыся рэчывам «бесцялесным», усё ж ўплывае на стан розных тэл Палёт стралы ці дроціка, лунанне птушкі, перамяшчэнне прадметаў падчас моцных вятроў і ўрагана...