Die relativistische Masse des Teilchens

Im Jahr 1905 Albert Einstein veröffentlicht seine Relativitätstheorie, die etwas veränderte Darstellung der Wissenschaft über die Welt. Ausgehend von seinen Annahmen wurde die Formel der relativistischen Masse.

Spezielle Relativitätstheorie

Der springende Punkt ist, dass in bewegten Systemen relativ zueinander, alle Prozesse verlaufen etwas anders. Konkret bedeutet das, zum Beispiel in der Zunahme der Masse mit steigender Geschwindigkeit. Wenn die Geschwindigkeit der Bewegung des Systems viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit (υ << c = 3 · 10⁸ ), dann werden diese änderungen praktisch nicht sichtbar, da Sie gegen null. Jedoch wenn die Geschwindigkeit der Bewegung in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit (Z. B. entspricht einem Zehntel davon), dann sind solche Indikatoren, wie die Masse des Körpers, seine Länge und die Zeit eines jeden Prozesses, ändern. Mit den folgenden Formeln möglich, berechnen Sie diese Werte im bewegten Bezugssystem, einschließlich - die relativistische Masse des Teilchens.

Hier l₀, m₀ und t₀ - Länge des Körpers, seiner Masse und Zeit des Prozesses im ruhenden System, a υ - die Geschwindigkeit der Bewegung des Objekts.

Nach Einsteins Theorie, kein Körper ist nicht in der Lage, mit Geschwindigkeiten größer als die Lichtgeschwindigkeit.

Ruhemasse

Die Frage der relativistischen Ruhemasse Teilchen entsteht erst in der Relativitätstheorie, wenn die Masse eines Körpers oder Teilchens beginnt je nach Geschwindigkeit. Dementsprechend heißt Masse Ruhemasse des Körpers, die zum Zeitpunkt der Messung enthält in Ruhe (ohne Bewegung), d.h. seine Geschwindigkeit ist gleich null.

Die Relativistische Masse des Körpers ist einer der wichtigsten Parameter bei der Beschreibung der Bewegung.

Das Prinzip der übereinstimmung

Nach dem erscheinen von Einsteins Relativitätstheorie brauchte etwas überarbeitung, die im Laufe mehrerer Jahrhunderte der Newtonschen mechanik, die nicht mehr verwendet werden bei der Betrachtung der Bezugssysteme, bewegte mit einer Geschwindigkeit vergleichbar mit der Lichtgeschwindigkeit. So dauerte es ändern alle Gleichungen der Dynamik, unter Verwendung der Lorentz-Transformation - die Veränderung der Koordinaten des Körpers oder der Punkt und die Zeit des Prozesses beim übergang zwischen träge Systeme Bezugspunkt. Beschreibung der Daten-Transformation beruht auf der Tatsache, dass in jedem Inertialsystem Bezugssystem alle physikalischen Gesetze funktionieren gleichermaßen und gleichberechtigt. So, die Gesetze der Natur in keiner Weise abhängig von der Wahl des Bezugssystem.

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Aus der Lorentz-Transformationen und drückt sich grundlegende Verhältnis der relativistischen mechanik, die oben beschrieben und benannt, Buchstaben α.

Das Prinzip der übereinstimmung ist ganz einfach - er spricht davon, dass jede neue Theorie in einem bestimmten Einzelfall geben dieselben Ergebnisse wie die Vorherige. Speziell in der relativistischen mechanik dies spiegelt sich durch die Tatsache, dass bei den Geschwindigkeiten, die viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist, werden die Gesetze der klassischen mechanik.

Relativistische Teilchen

Relativistische Teilchen nennt man Teilchen, die bewegt sich mit der Geschwindigkeit vergleichbar mit der Geschwindigkeit des Lichts. Ihre Bewegung beschreibt der speziellen Relativitätstheorie. Es gibt sogar eine Gruppe von Teilchen, deren Existenz vielleicht nur bei Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit - diese werden als Teilchen ohne Masse oder einfach безмассовыми, da in Ruhe deren Masse null ist, also ist dieses einzigartige Teilchen, die über keine ähnlichen Möglichkeiten in der nicht-relativistischen klassischen mechanik.

Das heißt, der relativistischen Ruhemasse Teilchen kann null gleich sein.

Ein Teilchen nennen kann relativistischen, wenn Ihre kinetische Energie ist vergleichbar mit der Energie, die der folgenden Formel ausgedrückt.

Diese Formel bewirkt, dass die Bedingung der erforderlichen Geschwindigkeit.

Die Energie des Teilchens kann auch größer als seine ruhenergie - so nennen ультрарелятивистскими.

Für die Beschreibung der Bewegung solcher Teilchen wird die Quantenmechanik im Allgemeinen und die Quantentheorie Felder für weitergehende Beschreibungen.

Entstehung

Ähnliche Partikel (auch relativistische und ультрарелятивистские) in natürlicher Form gibt es nur in der kosmischen Strahlung, das heißt Strahlung, deren Quelle außerhalb der Erde ist elektromagnetischer Natur. Mensch Sie künstlich erzeugt werden in speziellen Beschleunigern - mit Ihnen wurden mehrere Dutzend Arten von Teilchen, und diese Liste wird ständig aktualisiert. Einer solchen Installation ist, Z. B. der large Hadron Collider befindet sich in der Schweiz.

Die β-Zerfall Elektronen können manchmal erreichen einer ausreichenden Geschwindigkeit, um es hinauf zu der Klasse der relativistischen. Die relativistische elektronenmasse finden sich auch unter den angegebenen Formeln.

Der Begriff der Masse

Die Masse in der Newtonschen mechanik hat mehrere Pflichtfelder Eigenschaften:

• Anziehungskraft von Körpern entsteht, wegen Ihrer Masse, D. H. unmittelbar abhängig von Ihr.
• Die Masse des Körpers ist nicht abhängig von der Wahl des Bezugssystem nicht ändert, wenn Sie Veränderung.
• Die Trägheit des Körpers gemessen an seiner Masse.
• Wenn der Körper in einem System, in dem nicht auftreten keine Prozesse und die ist geschlossen, dann ist seine Masse praktisch nicht geändert (außer der Diffusions-Getriebe, das bei Festkörpern ist sehr langsam).
• Die Masse des zusammengesetzten Körpers ist die Summe der Massen seiner einzelnenteilen.

Die Prinzipien der Relativitätstheorie

• Relativitätsprinzip von Galilei.

Dieses Prinzip wurde formuliert für nicht-relativistischen mechanik und wird wie folgt ausgedrückt: unabhängig davon, ob sich das System im Zustand der Ruhe oder machen Sie eine Bewegung, die alle Prozesse in Ihnen verlaufen gleich.

• Das Prinzip der Relativität.

Dieses Prinzip basiert auf zwei Postulaten:

1. Relativitätsprinzip von Galilei verwendet und in diesem Fall. Das heißt, in jeder MIT absolut alle Gesetze der Natur arbeiten auf die gleiche Weise.
2. Die Geschwindigkeit des Lichtes absolut immer und in allen bezugssystemen gleich ist, unabhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung der Lichtquelle und dem Bildschirm (Empfänger des Lichtes). Für den Beweis dieser Tatsache wurde eine Reihe von Experimenten, die in vollem Umfang bestätigt die anfängliche Vermutung.

Die Masse in der relativistischen und in der Newtonschen mechanik

• Im Gegensatz zu Newtonschen mechanik, in der relativistischen Theorie die Masse kann sich nicht als Maß für die Menge des Materials. Und die relativistische Masse bestimmt einige breiterer Weg, so dass es möglich zu erklären, Z. B. die Existenz von Teilchen ohne Masse. In der relativistischen mechanik besonderes Augenmerk auf eher Energie, als Masse - das ist die primäre Determinante irgend ein Körper oder Elementare Teilchen, ist es Energie oder Impuls. Impuls vielleicht finden sich nach der folgenden Formel.

• Jedoch dabei die Ruhemasse der Teilchen ist ein sehr wichtiges Merkmal - seine Bedeutung ist sehr klein und instabil Zahl ist, also zu den Messungen passen Sie die maximale Geschwindigkeit und Genauigkeit. Energie des Teilchens finden Sie auf der folgenden Formel.

• Analog zu den Theorien von Newton, in einem isolierten System die Masse des Körpers konstant ist, D. H. nicht mit der Zeit ändert. Auch Sie ändert sich nicht und beim übergang von einem zum anderen MIT.
• Es gibt Keine absolut keine Maßnahmen, die Trägheit des bewegten Körpers.
• Die Relativistische Masse des bewegten Körpers wird durch die Wirkung von Schwerkraft auf ihn die Kräfte.
• Wenn die Masse des Körpers gleich null ist, dann ist es sicher, muss sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die umgekehrte Aussage ist falsch - die Lichtgeschwindigkeit erreichen können, nicht nur безмассовые Partikel.
• Volle Energie релятивисткой Partikel vielleicht mit dem folgenden Ausdruck erstellen:

Natur Masse

Vor einiger Zeit in der Wissenschaft angenommen, dass die Masse jeden Teilchens aufgrund der elektromagnetischen Natur, doch zu diesem Zeitpunkt wurde bekannt, so ist es möglich, dass erklären nur einen kleinen Teil davon - im Grunde die gleichen Beiträge zu entrichten Natur der starken Wechselwirkung, die sich aus глюонов. Jedoch auf diese Weise nicht erklären kann die Masse ein Dutzend Teilchen, der Natur immer noch nicht klar ist.

Relativistische Massenzunahme

Das Ergebnis aller oben beschriebenen Theoreme und Gesetze ausgedrückt werden kann ziemlich klaren, wenn auch erstaunlichen Prozess. Wenn ein Körper sich relativ zu einem anderen mit irgendeiner Geschwindigkeit, dann die Einstellungen und Parameter von Körpern, die sich im inneren, wenn der ursprüngliche Körper ist ein System, zu ändern. Auf jeden Fall, bei niedrigen Geschwindigkeiten ist es fast nicht spürbar, dieser Effekt ist jedoch immer noch vorhanden sein.

Sie führen ein einfaches Beispiel - einen anderen Ablauf der Zeit in einem fahrenden mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h Zug. Dann nach der folgenden Formel berechnet wird der Koeffizient zum ändern der Einstellungen.

Diese Formel wurde ebenfalls oben beschrieben. Setzt man alle Daten in (bei c ≈ 1"10⁹ km/h), erhalten Sie Folgendes Ergebnis:

Es ist Offensichtlich, dass die änderung extrem wenig und ändert nicht die Stunden, es war zu deutlich.