/ / Relativistisk partikkelmasse

Relativistisk partikkelmasse

I 1905 publiserte Albert Einstein sittrelativitetsteorien, som litt endret ideen om vitenskap om verden. Basert på hans antagelser ble formelen for relativistisk masse oppnådd.

Spesiell teori om relativitet

Вся суть заключается в том, что в системах, beveger seg i forhold til hverandre, forekommer prosesser noe annerledes. Spesifikt uttrykkes dette for eksempel i en økning i masse med økende hastighet. Hvis systemets hastighet er mye mindre enn lysets hastighet (υ << c = 3 · 108 ), så vil disse endringene praktisk talt ikke merkes,siden de vil være tilbøyelige til null. Hvis bevegelseshastigheten er nær lysets hastighet (for eksempel lik en tidel av den), vil indikatorer som kroppsvekt, dens lengde og tid for en hvilken som helst prosess endre seg. Ved å bruke følgende formler er det mulig å beregne disse verdiene i en bevegelig referanseramme, inkludert massen til en relativistisk partikkel.

Relativistisk partikkelmasse

Her l0, m0 og T0 er kroppens lengde, dens masse og prosessens tid i et fast system, og υ er gjenstandens hastighet.

I følge Einsteins teori er ingen kropp i stand til å utvikle en hastighet som er større enn lysets hastighet.

Hvilemasse

Spørsmålet om hvilemassen til en relativistisk partikkeloppstår nettopp i relativitetsteorien, når massen til et legeme eller partikkel begynner å endre seg avhengig av hastighet. Følgelig kalles hvilemassen massen til kroppen, som på målingstidspunktet holdes i ro (i fravær av bevegelse), det vil si dens hastighet er null.

Relativistisk kroppsmasse er en av hovedparametrene i å beskrive bevegelse.

Samsvarsprinsipp

Etter innkomsten av Einsteins relativitetsteoridet krevde en viss revisjon av Newtonsk mekanikk brukt i flere århundrer, som ikke lenger kunne brukes når man vurderer referanserammer som beveger seg med en hastighet som kan sammenlignes med lysets hastighet. Derfor var det nødvendig å endre alle ligningene av dynamikk ved å bruke Lorentz-transformasjonene - å endre koordinatene til et organ eller et punkt og tid for en prosess under overgangen mellom treghetsreferansesystemer. Beskrivelsen av disse transformasjonene er basert på det faktum at i alle treghetsreferanserammer fungerer alle fysiske lover like og likt. Naturens lover avhenger således på ingen måte av valget av en referanseramme.

Fra Lorentz-transformasjonene kommer hovedkoeffisienten til relativistisk mekanikk til uttrykk, som er beskrevet ovenfor og kalles bokstaven α.

Korrespondanseprinsippet i seg selv er ganske enkelt - detsier at enhver ny teori i et bestemt tilfelle vil gi de samme resultatene som den forrige. Spesielt i relativistisk mekanikk gjenspeiles dette i det faktum at ved hastigheter som er mye mindre enn lysets hastighet, brukes klassene om mekanikkens lover.

Relativistisk partikkel

En relativistisk partikkel kalles en partikkel,som beveger seg med en hastighet som kan sammenlignes med lysets hastighet. Bevegelsen deres er beskrevet av en spesiell relativitetsteori. Det er til og med en gruppe partikler hvis eksistens bare er mulig når du beveger seg med lysets hastighet - slike kalles partikler uten masse eller ganske enkelt masseløse, fordi massen i hvile er i ro, derfor er de unike partikler som ikke har noen analog variant i ikke-relativistisk, klassisk mekanikk .

Det vil si at resten av en relativistisk partikkel kan være lik null.

En partikkel kan kalles relativistisk hvis dens kinetiske energi kan sammenlignes med energien uttrykt ved følgende formel.

Relativistisk masse

Denne formelen bestemmer nødvendig hastighetsforhold.

Partikkelenergi kan også være større enn hvilenergien - disse kalles ultrarelativistisk.

For å beskrive bevegelsen til slike partikler brukes kvantemekanikk i den generelle saks- og kvantefeltteorien for en mer omfattende beskrivelse.

utseende

Lignende partikler (både relativistiske ogultrarelativistisk) i deres naturlige form eksisterer bare i kosmisk stråling, det vil si stråling hvis kilde er utenfor jorden, av elektromagnetisk natur. Men de er kunstig opprettet av mennesker i spesielle akseleratorer - ved hjelp av dem ble flere dusin typer partikler funnet, og denne listen blir kontinuerlig oppdatert. En lignende installasjon er for eksempel Large Hadron Collider, som ligger i Sveits.

Elektroner som vises under β-forfall kan ogsånoen ganger oppnå tilstrekkelig hastighet for å klassifisere dem som relativistiske. Den relativistiske massen til et elektron kan også finnes ved de angitte formlene.

Massekonsept

Masse i newtonsk mekanikk har flere obligatoriske egenskaper:

  • Kroppens gravitasjonsattraksjon oppstår på grunn av deres masse, det vil si at den direkte avhenger av den.
  • Kroppsmasse avhenger ikke av valget av et referansesystem og endres ikke når det endres.
  • Trettheten til et legeme måles med dens masse.
  • Hvis kroppen er i et system deringen prosesser forekommer og som er lukket, da vil massen praktisk talt ikke endres (bortsett fra diffusjonsoverføring, som i faste stoffer forekommer veldig sakte).
  • Massen til et sammensatt legeme er sammensatt av massene til dets individuelle deler.

Relativitetsprinsipper

  • Relativitetsprinsippet Galileo.

Dette prinsippet er formulert forav ikke-relativistisk mekanikk og uttrykkes som følger: uavhengig av om systemene er i ro eller om de gjør noen bevegelse, fortsetter alle prosesser i dem på samme måte.

  • Relativitetsprinsippet til Einstein.

Dette prinsippet er basert på to postulater:

  1. Galileos relativitetsprinsipp brukes også i dette tilfellet. Det vil si at i alle SÅ fungerer alle naturlovene like.
  2. Lysets hastighet er absolutt alltid og i altreferansesystemer er de samme, uavhengig av hastighet på lyskilden og skjermen (lysmottaker). For å bevise dette, ble det utført en serie eksperimenter som bekreftet den innledende formodningen.

Masse i relativistisk og Newtonsk mekanikk

  • I motsetning til newtonsk mekanikk, i relativistiskmasseteori kan ikke være et mål på mengden materiale. Og den relativistiske massen i seg selv bestemmes på en mer omfattende måte, og lar det for eksempel forklare eksistensen av partikler uten masse. I relativistisk mekanikk blir spesiell oppmerksomhet rettet mer mot energi enn til masse - det vil si at hovedfaktoren som bestemmer enhver kropp eller elementær partikkel er dens energi eller fart. Momentum kan bli funnet ved følgende formel.

Relativistisk elektronmasse

  • Restmassen til partikkelen er imidlertidet veldig viktig kjennetegn - verdien er et veldig lite og ustabilt tall, så de er egnet for målinger med maksimal hastighet og nøyaktighet. Restenergien til en partikkel kan bli funnet ved følgende formel.

Relativistisk kroppsvekt

  • I likhet med Newtons teorier, i et isolert system, er kroppsmassen konstant, det vil si ikke endres med tiden. Det endres heller ikke under overgangen fra en CO til en annen.
  • Det er absolutt ingen mål for treghet av en bevegelig kropp.
  • Den relativistiske massen til et bevegelig legeme bestemmes ikke av gravitasjonskrefternes påvirkning på det.
  • Hvis massen til kroppen er null, må den nødvendigvis bevege seg med lysets hastighet. Samtalen er ikke sant - ikke bare masseløse partikler kan nå lysets hastighet.
  • En relativistisk partikkels full energi er mulig ved bruk av følgende uttrykk:

hvilemasse av en relativistisk partikkel

Massens natur

Inntil en stund i vitenskapen, ble det antatt detmassen av en hvilken som helst partikkel skyldes den elektromagnetiske naturen, men nå har det blitt kjent at det på denne måten er mulig å forklare bare en liten del av den - hovedbidraget er gitt av naturen til sterke interaksjoner som oppstår fra gluoner. Imidlertid kan ikke denne metoden forklare massen til et dusin partikler, hvis art ennå ikke er belyst.

Relativistisk massevinst

Resultatet av alle teoremer og lover beskrevet ovenforkan uttrykkes i en ganske forståelig, om enn overraskende prosess. Hvis en kropp beveger seg relativt til en annen med en hastighet, endres dens parametere og parametrene til kroppene inni, hvis det opprinnelige kroppen er et system, endres. Selvfølgelig vil dette ved lave hastigheter ikke merkes, men denne effekten vil fortsatt være til stede.

Du kan gi et enkelt eksempel - en annen gang utløp i et tog som beveger seg med en hastighet på 60 km / t. Deretter beregnes koeffisienten for endring av parametere i samsvar med følgende formel.

relativistisk masseformel

Denne formelen er også beskrevet ovenfor. Sett inn alle dataene i den (ved c ≈ 1 · 109 km / t), får du følgende resultat:

relativistisk masseøkning

Selvfølgelig er endringen ekstremt liten og endrer ikke ytelsen til klokken slik at den merkes.

likte:
0
Populære innlegg
Åndelig utvikling
mat
y