第十四章相对论第6节-相对论性动量和能量--

第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版1(1)相对论动量遵循洛伦兹变换vvvmmmp0201当时cvvv0mmp一动量与速度的关系(2)相对论质量201mm静止质量：m0爱因斯坦相对性原理要求在洛伦兹变换下，物理规律(动量定理、动能定理等)保持不变(协变性)。第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版2相对论质量201mm说明质量与速度有关.)(vmm0m12340.20.41.000.60.8vc第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版3物体相对于惯性系静止时的质量.0m静质量:结论:质量具有相对意义.,可以认为质点的质量是一个常量,牛顿力学仍然适用.当时cv0mm第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版4二狭义相对论力学的基本方程)m(ttpF201ddddvtmFmmcdd0vv当时变为牛顿第二定律.即amF00iiF当时,不变iiiiimp201v相对论动量守恒定律第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版5三质量与能量的关系动能定理pxxxpxtpxFE000kdddddv设201vmppp)p(dddvvvvvvvv022020kd11cmmE2积分202020k11cmcmmE2222cvcvv第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版60mm202020k11cmcmmE2222cvcvv)(cmcmmcE111220202k相对论动能20k21vvmEc当时，静能量200cmE物体静止时所具有的能量.第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版72mcE相对论质能关系质能关系指出：物质的质量和能量之间有密切的联系.总能量相对论能量和质量守恒是一个统一的物理规律.22mccmEE0K第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版8物理意义2mcE2)(cmE惯性质量的增加和能量的增加相联系，能量的改变必然导致质量的相应变化，这是相对论的又一极其重要的推论.第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版9相对论的质能关系为开创原子能时代提供了理论基础,这是一个具有划时代意义的理论公式.第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版10四质能公式在原子核裂变和聚变中的应用n2SrXenU109538139541023592u22.0m质量亏损原子质量单位kg1066.1u127放出的能量MeV2002cmEQ1核裂变1g铀—235的原子裂变释放的能量J105.810Q第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版11原子弹爆炸（核裂变）第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版12我国于1958年建成的首座重水反应堆第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版13秦山核电站全景图在建的阳江核电站效果图第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版14在建的江苏连云港田湾核电站第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版152轻核聚变HeHH422121J1087.3)(122cmEQ释放能量kg103.4u026.029m质量亏损轻核聚变条件温度达到时，使具有的动能，足以克服两之间的库仑排斥力.K108H21H21keV10氘核氦核kg103437.3)H(27210mkg106425.6)He(27420m第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版161967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版17五动量与能量的关系222021ccmmcEv2201cmmpvvv22222022cm)cm()mc(vE200cmEpc22202cpEE极端相对论近似pcE,EE0第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版18光子c,mv00mccEp光的波粒二象性/hphE第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版19例1设一质子以速度运动.求其总能量、动能和动量.c80.0v解质子的静能MeV1563122202ccmmcEvMeV62520kcmEE119smkg1068.622c1mmpvvv0MeV938200cmE第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版20MeV1250)(2202cmEcpcpMeV1250动量也可如此计算例1设一质子以速度运动.求其总能量、动能和动量.c80.0v第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版21nHeHH10423121解核聚变反应式例2已知一个氚核和一个氘核可聚变成一氦核,并产生一个中子,试问这个核聚变中有多少能量被释放出来.H)(21H)(31He42n10第十四章相对论14-6相对论性动量和能量物理学第五版22MeV628.1875)H(2120cmMeV944.2808)H(3120cmMeV409.3727)He(4220cmMeV573.939)n(1020cm氘核和氚核聚变为氦核的过程中，静能量减少了MeV17.59E