Relativistická hmotnost částice

V roce 1905 vydal Albert Einstein jehoTeorie relativity, která poněkud změnila myšlenku vědy okolního světa. Na základě svých předpokladů byl získán vzorec relativistické hmoty.

Speciální teorie relativity

Celý názor je, že v systémech,pohybující se navzájem, všechny procesy probíhají poněkud jinak. Konkrétně se to projevuje například při zvyšování hmotnosti s rostoucí rychlostí. Je-li rychlost pohybu systému mnohem menší než rychlost světla (υ << c = 3 · 108 ), pak tyto změny nebudou prakticky patrné,jelikož budou mít tendenci k nule. Nicméně, v případě, že rychlost vozidla v blízkosti rychlosti světla (např, rovná jedné desetině ní), pak takové faktory, jako je hmotnost, délka a během jakékoli změny procesu. S pomocí následujících vzorců se mohou vypočítat tyto hodnoty v pohybujícím se vztažné soustavě, včetně - hmotnosti relativistické částice.

Hmotnost relativistické částice

Tady l0, m0 a t0 - délka těla, jeho hmotnost a čas procesu v stacionárním systému a υ - rychlost pohybu objektu.

Podle Einsteinovy ​​teorie není žádné tělo schopné vyvinout rychlost větší než rychlost světla.

Zbytek mas

Otázka zbytkové hmoty relativistické částiceTo se vyskytuje zejména v teorie relativity, když se tělesná hmotnost nebo částice začínají měnit v závislosti na rychlosti. V souladu s tím, zbytek hmoty tzv tělesné hmotnosti, která je obsažena v době měření v klidu (v nepřítomnosti pohybu), to znamená jeho rychlost nulová.

Relativistická tělesná hmotnost je jedním z hlavních parametrů popisu pohybu.

Zásada shody

Po vzniku teorie relativity EinsteinaVyžadovala nějakou revizi Newtonovské mechaniky používanou po několik staletí, která již nemohla být použita při zvažování referenčních snímků pohybujících se rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla. Proto bylo nutné změnit všechny dynamické rovnice pomocí Lorentzových transformací - změna souřadnic těla nebo bodu a času procesu v přechodu mezi inerciálními referenčními rámci. Popis těchto transformací je založen na skutečnosti, že všechny fyzické zákony fungují shodně a rovnoměrně v každém referenčním referenčním rámci. Zákony přírody tak v žádném případě nezávisí na volbě referenčního rámce.

Z transformací Lorentz je vyjádřen hlavní koeficient relativistické mechaniky, který je popsán výše a nazývá se písmeno α.

Zásada korespondence je sama o sobě zcela jednoduchá: ježe každá nová teorie v konkrétním konkrétním případě poskytne stejné výsledky jako předchozí. Konkrétně v relativistické mechaniky se to odráží tím, že při rychlostech, které jsou mnohem menší než rychlost světla, se používají zákony klasické mechaniky.

Relativistické částice

Relativistická částice je částice,který se pohybuje rychlostí srovnatelnou se světelnou rychlostí. Jejich pohyb je popsán speciální teorií relativity. K dispozici je i skupina částic, jejichž existence je možná pouze při jízdě při rychlosti světla - to se nazývají částice bez hmoty nebo prostě massless, protože zbytek hmoty je nula, tak to je jedinečné částice, které nemají žádné podobné možnosti v non-relativistické, klasické mechaniky .

To znamená, že hmotnost relativistické částice v klidu může být nula.

Částka může být nazývána relativistická, pokud její kinetická energie může být srovnatelná s energií vyjádřenou následujícím vzorcem.

Relativistická hmotnost

Tento vzorec určuje potřebnou rychlost.

Energie částice může být také větší než její zbytková energie - tyto se nazývají ultrarelativistické.

K popisu pohybu takových částic se používá kvantová mechanika v obecném případě a kvantová teorie pole pro rozsáhlejší popis.

Vzhled

Podobné částice (relativistické aultrarelativistická) v přirozeném stavu existují pouze v kosmickém záření, tj. záření, jehož zdroj je mimo Zemi, elektromagnetické povahy. Člověk jsou uměle vytvořeni u speciálních urychlovačů - pomocí nich bylo nalezeno několik desítek druhů částic a tento seznam je neustále aktualizován. Podobná instalace je například Large Hadron Collider, která se nachází ve Švýcarsku.

Elektrony, které se objevují při rozpadu β, mohou takéněkdy dosáhnou dostatečné rychlosti, aby je klasifikovaly jako relativistické. Relativistická hmotnost elektronu lze nalézt také z výše uvedených vzorců.

Pojem hmoty

Hmotnost v Newtonově mechanice má několik povinných vlastností:

  • Gravitační přitažlivost těl vznikají kvůli jejich hmotě, která přímo závisí na tom.
  • Hmotnost těla nezávisí na volbě referenčního rámce a při změnách se nezmění.
  • Setrvačnost těla je měřena jeho hmotností.
  • Pokud je tělo v systému, ve kterém jeneexistují žádné procesy a to je uzavřeno, pak se jeho hmotnost prakticky nezmění (s výjimkou difuzního přenosu, který se u pevných látek provádí velmi pomalu).
  • Hmotnost složeného těla se skládá z hmotností jeho jednotlivých částí.

Principy relativity

  • Princip relativity Galileo.

Tento princip byl formulován pronon-relativistická mechanika, a je vyjádřena takto: bez ohledu na to, zda je systém v klidu, nebo žádný pohyb, všechny procesy v nich pokračovat stejným způsobem.

  • Princip Einsteinovy ​​relativity.

Tento princip je založen na dvou postulátech:

  1. V tomto případě se také používá Galileanova princip relativity. To znamená, že v každém Zákonu fungují všechny zákony přírody stejným způsobem.
  2. Rychlost světla je naprosto vždy a ve všechreferenční rámce jsou stejné, bez ohledu na rychlost pohybu světelného zdroje a obrazovky (přijímač světla). Abychom dokázali tuto skutečnost, bylo provedeno několik experimentů, které zcela potvrdily počáteční odhad.

Hmotnost v relativistické a newtonské mechaniky

  • Na rozdíl od newtonské mechaniky, v relativistickémteorie, hmotnost nemůže být měřítkem množství materiálu. A relativistická masa sama je určena nějakou rozsáhlejší metodou, což umožňuje vysvětlit například existenci částic bez hmoty. V relativistické mechaniky je zvláštní pozornost věnována spíše energii než hmotě - to je hlavní faktor, který určuje, že každé tělo nebo elementární částice jsou jeho energie nebo hybnost. Impuls lze nalézt následujícím způsobem.

Relativistická elektronová hmota

  • Nicméně, zbytek hmoty částice jevelmi důležitá vlastnost - jeho hodnota je velmi malé a nestabilní číslo, takže měření jsou vhodné s maximální rychlostí a přesností. Zbytek energie částice lze nalézt podle následujícího vzorce.

Relativistická tělesná hmotnost

  • Podobně jako Newtonovy teorie, v izolovaném systému je tělesná hmotnost konstantní, to znamená, že se časem nemění. Při přechodu z jednoho CO do jiného se také nezmění.
  • Neexistuje absolutně žádná míra setrvačnosti pohybujícího se těla.
  • Relativistická hmotnost pohybujícího se těla není určována působením gravitačních sil na ni.
  • Je-li hmotnost těla nulová, musí se nutně pohybovat rychlostí světla. Konverzace není pravdivá - rychlosti světla lze dosáhnout nejen bezhmotnými částicemi.
  • Celková energie relativistické částice je možná pomocí následujícího výrazu:

zbytek hmoty relativistické částice

Povaha hmoty

Až do nějaké doby vědy to bylo věřenohmota všech částic je způsobena elektromagnetickou povahou, ale nyní je známo, že tímto způsobem je možné vysvětlit jen malou část - hlavním přínosem je povaha silných interakcí, které vznikají v důsledku gluonů. Tímto způsobem je však nemožné vysvětlit hmotu tuctu částic, jejichž povaha ještě nebyla objasněna.

Relativistické zvýšení hmotnosti

Výsledek všech výše uvedených věty a zákonůmohou být vyjádřeny poměrně srozumitelným, byť úžasným procesem. Pokud se jedno tělo pohybuje relativně k jinému s jakoukoliv rychlostí, změní se jeho parametry a parametry těles, které jsou uvnitř, pokud je původní těleso systémem. Samozřejmě, že při nízkých rychlostech to nebude nápadné, ale tento účinek bude stále přítomen.

Jeden může dát jednoduchý příklad - jiný čas ve vlaku pohybující se rychlostí 60 km / h. Potom se podle následujícího vzorce vypočte koeficient změn parametrů.

formula relativistické hmoty

Tento vzorec byl také popsán výše. Nahrazení všech dat do něj (pro c ≈ 1 · 109 km / h), získáváme následující výsledek:

relativistické zvýšení hmotnosti

Je zřejmé, že změna je velmi malá a nezmění výkonnost hodin tak, aby byla viditelná.

Líbí se:
0
Elektrická hmota - malá cívka a silnice
Disperzní systémy: obecné charakteristiky a
Alfa záření
Atomové jádro. Odhalování tajemství
Vlny: vlnová frekvence přes délku a další
Co je rozklad alfa?
Vesmír a Higgsův boson
Částice. Silná interakce
Hmotnost protonu
Nejlepší příspěvky
nahoru