Το 1905, ο Albert Einstein δημοσίευσε το δικό τουτη θεωρία της σχετικότητας, η οποία ελαφρώς άλλαξε την ιδέα της επιστήμης για τον κόσμο. Με βάση τις υποθέσεις του, αποκτήθηκε ο τύπος της σχετικιστικής μάζας.
Вся суть заключается в том, что в системах, κινούνται σε σχέση με το άλλο, όλες οι διαδικασίες εμφανίζονται κάπως διαφορετικά. Συγκεκριμένα, αυτό εκφράζεται, για παράδειγμα, σε αύξηση της μάζας με αυξανόμενη ταχύτητα. Αν η ταχύτητα του συστήματος είναι πολύ μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός (υ << c = 3 · 108 ), τότε αυτές οι αλλαγές δεν θα είναι αισθητές,δεδομένου ότι θα τείνουν στο μηδέν. Ωστόσο, εάν η ταχύτητα κίνησης πλησιάσει την ταχύτητα του φωτός (για παράδειγμα, ίσο με το ένα δέκατο), τότε οι δείκτες όπως το σωματικό βάρος, το μήκος και ο χρόνος οποιασδήποτε διαδικασίας θα αλλάξουν. Χρησιμοποιώντας τους παρακάτω τύπους είναι δυνατόν να υπολογιστούν αυτές οι τιμές σε ένα κινούμενο πλαίσιο αναφοράς, συμπεριλαμβανομένης της μάζας ενός σχετικιστικού σωματιδίου.
Εδώ l0, m0 και t0 είναι το μήκος του σώματος, η μάζα του και ο χρόνος της διαδικασίας σε ένα σταθερό σύστημα, και υ είναι η ταχύτητα του αντικειμένου.
Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, ούτε ένα σώμα είναι ικανό να αναπτύξει ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός.
Το ζήτημα της μάζας ανάπαυσης ενός σχετικιστικού σωματιδίουπροκύπτει ακριβώς στη θεωρία της σχετικότητας, όταν η μάζα ενός σώματος ή σωματιδίου αρχίζει να αλλάζει ανάλογα με την ταχύτητα. Κατά συνέπεια, η μάζα ανάπαυσης ονομάζεται μάζα του σώματος, η οποία κατά το χρόνο της μέτρησης διατηρείται σε κατάσταση ηρεμίας (ελλείψει κίνησης), δηλαδή η ταχύτητά της είναι μηδενική.
Η σχετική σωματική μάζα είναι μία από τις κύριες παραμέτρους στην περιγραφή της κίνησης.
Μετά την έλευση της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιναπαιτούσε κάποια αναθεώρηση της Νευτώνειας μηχανικής που χρησιμοποιήθηκε για αρκετούς αιώνες, η οποία δεν θα μπορούσε πλέον να χρησιμοποιηθεί όταν εξετάζουμε πλαίσια αναφοράς που κινούνται με ταχύτητα συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. Επομένως, ήταν απαραίτητο να αλλάξουμε όλες τις εξισώσεις της δυναμικής χρησιμοποιώντας τους μετασχηματισμούς Lorentz - αλλάζοντας τις συντεταγμένες ενός σώματος ή ενός σημείου και του χρόνου μιας διαδικασίας κατά τη μετάβαση μεταξύ αδρανειακών συστημάτων αναφοράς. Η περιγραφή αυτών των μετασχηματισμών βασίζεται στο γεγονός ότι σε κάθε αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς όλοι οι φυσικοί νόμοι δουλεύουν το ίδιο και εξίσου. Έτσι, οι νόμοι της φύσης σε καμία περίπτωση δεν εξαρτώνται από την επιλογή ενός πλαισίου αναφοράς.
Από τους μετασχηματισμούς Lorentz εκφράζεται ο κύριος συντελεστής σχετικιστικής μηχανικής, ο οποίος περιγράφεται παραπάνω και καλείται το γράμμα α.
Η ίδια η αρχή της αλληλογραφίας είναι πολύ απλή - αυτόλέει ότι οποιαδήποτε νέα θεωρία σε μια συγκεκριμένη περίπτωση θα δώσει τα ίδια αποτελέσματα με την προηγούμενη. Συγκεκριμένα στη σχετικιστική μηχανική, αυτό αντικατοπτρίζεται στο γεγονός ότι σε ταχύτητες που είναι πολύ μικρότερες από την ταχύτητα του φωτός, χρησιμοποιούνται οι νόμοι της κλασσικής μηχανικής.
Ένα σχετικιστικό σωματίδιο ονομάζεται σωματίδιο,που κινείται με ταχύτητα συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. Η κίνηση τους περιγράφεται από μια ειδική θεωρία της σχετικότητας. Υπάρχει ακόμη και μια ομάδα σωματιδίων των οποίων η ύπαρξη είναι δυνατή μόνο όταν κινούνται με την ταχύτητα του φωτός - αυτά ονομάζονται σωματίδια χωρίς μάζα ή απλά χωρίς μάζα, αφού σε κατάσταση ηρεμίας η μάζα τους είναι μηδενική, επομένως είναι μοναδικά σωματίδια που δεν έχουν ανάλογη παραλλαγή σε μη ρελατιλιστική κλασσική μηχανική .
Δηλαδή, η υπόλοιπη μάζα ενός σχετικιστικού σωματιδίου μπορεί να είναι ίση με το μηδέν.
Ένα σωματίδιο μπορεί να ονομάζεται σχετικιστική εάν η κινητική του ενέργεια μπορεί να συγκριθεί με την ενέργεια που εκφράζεται από τον ακόλουθο τύπο.
Αυτός ο τύπος καθορίζει την απαραίτητη κατάσταση ταχύτητας.
Η ενέργεια των σωματιδίων μπορεί επίσης να είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια ανάπαυσης - αυτές ονομάζονται υπερρερατιστικές.
Για να περιγράψουμε την κίνηση τέτοιων σωματιδίων, η κβαντομηχανική χρησιμοποιείται στη γενική περίπτωση και στη θεωρία του κβαντικού πεδίου για μια πιο εκτενή περιγραφή.
Παρόμοια σωματίδια (τόσο σχετικιστικά όσο καιεξαιρετικά ρελατιλιστικά) στη φυσική τους μορφή υπάρχουν μόνο στην κοσμική ακτινοβολία, δηλαδή την ακτινοβολία της οποίας η πηγή είναι εκτός της Γης, της ηλεκτρομαγνητικής φύσης. Ως άντρας, δημιουργούνται τεχνητά σε ειδικούς επιταχυντές - με τη βοήθεια αυτών βρέθηκαν αρκετές δεκάδες τύποι σωματιδίων και ο κατάλογος αυτός ενημερώνεται συνεχώς. Μια παρόμοια εγκατάσταση είναι, για παράδειγμα, ο Large Hadron Collider, που βρίσκεται στην Ελβετία.
Τα ηλεκτρόνια που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της β αποσύνθεσης μπορούν επίσηςμερικές φορές επιτυγχάνεται επαρκής ταχύτητα προκειμένου να χαρακτηριστούν ως σχετικιστικές. Η σχετικιστική μάζα ενός ηλεκτρονίου μπορεί επίσης να βρεθεί με τους υποδεικνυόμενους τύπους.
Η μάζα στη Νευτώνεια μηχανική έχει πολλές υποχρεωτικές ιδιότητες:
Η αρχή αυτή έχει διατυπωθείτης μη ρελατιλιστικής μηχανικής και εκφράζεται ως εξής: ανεξάρτητα από το αν τα συστήματα είναι σε κατάσταση ηρεμίας ή αν κάνουν οποιαδήποτε κίνηση, όλες οι διαδικασίες σε αυτές προχωρούν με τον ίδιο τρόπο.
Αυτή η αρχή βασίζεται σε δύο αξιώματα:
Μέχρι αρκετό καιρό στην επιστήμη, το πίστευανη μάζα οποιουδήποτε σωματιδίου οφείλεται στον ηλεκτρομαγνητικό χαρακτήρα, αλλά μέχρι τώρα έχει γίνει γνωστό ότι με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να εξηγηθεί μόνο ένα μικρό μέρος του - η κύρια συμβολή οφείλεται στη φύση των ισχυρών αλληλεπιδράσεων που προκύπτουν από τους γλουτόνες. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να εξηγήσει τη μάζα δώδεκα σωματιδίων, η φύση των οποίων δεν έχει διευκρινιστεί ακόμη.
Το αποτέλεσμα όλων των θεωρημάτων και των νόμων που περιγράφηκαν παραπάνωμπορεί να εκφραστεί με μια αρκετά κατανοητή, αν και εκπληκτική διαδικασία. Αν ένα σώμα κινείται σε σχέση με το άλλο σε οποιαδήποτε ταχύτητα, τότε οι παράμετροί του και οι παράμετροι των σωμάτων στο εσωτερικό, εάν το αρχικό σώμα είναι ένα σύστημα, αλλάζουν. Φυσικά, σε χαμηλές ταχύτητες αυτό δεν θα είναι αισθητό, αλλά αυτό το φαινόμενο θα εξακολουθεί να υπάρχει.
Μπορείτε να δώσετε ένα απλό παράδειγμα - άλλη μια φορά σε ένα τρένο που κινείται με ταχύτητα 60 km / h. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο, υπολογίζεται ο συντελεστής μεταβολής των παραμέτρων.
Ο τύπος αυτός έχει επίσης περιγραφεί παραπάνω. Αντικαθιστώντας όλα τα δεδομένα σε αυτό (στο c ≈ 1 · 109 km / h), λαμβάνετε το ακόλουθο αποτέλεσμα:
Προφανώς, η αλλαγή είναι εξαιρετικά μικρή και δεν αλλάζει το ρολόι έτσι ώστε να είναι αισθητή.
