【VIP专享】相对论的动量和能量

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相对论：能量和动量的变换

乘积
相对论能量：物体在相对论中的能量，包括静止能量和动能
相对论动量：物体在相对论中的动量，等于其能量与速度的来自比值能量和动量的关系式
E^2
=
m^2c^4 +
p^2c^2
E^2
=
m^2c^4 +
(pc)^2
E^2
=
m^2c^4 +
(γm^2 -
m^2)c^2
E^2
=
m^2c^4 +
(γm^2 -
m^2)c^2 +
领域
引力波探测：利用相对论原理探测引力波，研究宇宙起源和
演化
相对论中能量和动量的实验验证
原子能与核能的实验验证
原子能实验：通过核裂变和核聚变实验，验证了相对论中能量和动量的关系
粒子加速器实验：通过粒子加速器实验，验证了相对论中能量和动量的关系
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核能实验：通过核反应堆实验，验证了相对论中能量和动量的关系
相对论中的能量和动量的物理意义
相对论的基本原理：光速不变原理和相对性原理
相对论中的能量和动量的变换：在相对论中，能量和动量不再是独立的物理量，而是相互关联的
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能量与动量的关系：能量是动量的函数，动量是能量的时间导数
能量守恒定律：在相对论中，能量守恒定律仍然成立，但需要修改为能量-动量守恒定律
能量和动量变换的应用
核能与核反应
核反应的类型和过程
核能的定义和特点
核能与核反应在能量和动量变换中的应用
核能与核反应的安全性和环保性考虑
粒子加速器

相对论的动量和能量

m0 1.67310
2 10
27
kg
质子的静能
m0c 1.50310
J 938MeV
四、相对论动力学
锂原子的核反应
7 8 Li 1H4 Be4 He 4 He 3 1 2 2
E mc m0c Ek
2 2
1 1H
两两
α 粒子所具有的总动能 α 粒子质量比静质量增加
四、相对论动力学
光子
E mc ; E E p c
2 2 2 0
2 2
（2）光子的相对论质量
E h m 2 2 c c
（3）光子的动量
E h h p c c
四、相对论动力学
四、相对论动力学
在某惯性系中，两个静止质量都是 m0 的粒子以相同的速率沿同一直线相对运动，碰撞后合成一个新的粒子，则新生粒子的静质量为（）。
四、相对论动力学
链式反应（西拉德、费米）
四、相对论动力学
爱因斯坦和西拉德
奥本海默
四、相对论动力学
曼哈顿工程：
历时三年，耗资20多亿美元，一千多位科学家
四、相对论动力学
田纳西州橡树岭（Oak Ridge） ——提纯铀矿
四、相对论动力学
汉福德
洛斯阿拉莫斯
费米小组
1942年第一座核反应堆（芝加哥大学）
5 3 p mv m0 c 4 5 3 m0 c 4
四、相对论动力学
计算它的动能
Ek mc m0 c
2
2
1 5m0 2 2 2 c m0 c m0 c 4 4
非相对论动量：m
0
在什么速率下粒子的相对论动量等于非相对论动量的两倍？相对论动量：m

146相对论的动量和能量

第十四章相对论
即：
讨论：为零（1） x2 x1
v t ' (t 2 x) c v t1 [( t 2 t1 ) 2 ( x2 x1 )] t2 c
0 t2 t1 0

（2）
异地事件的同时性是相对的。
x2 x1 0 t2 t1 0
（ 1 ）L L0 1 - ( / c ) 54m
2
t1 L / 2.25 107 s
( 2 )t2 L0 / 3.75 10 s
7
或 : t2
t1 1 - ( / c )2
14 - 6 相对论动量和能量
第十四章相对论
例10、假定在实验室中测得静止在实验室中的μ+介子（不稳定粒子）的寿命为2.2×10-6s ,而当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命为1.63×10-5s 。试问：这两个测量结果符合相对论的什么结论？ μ+ 介子相对于实验室的运动速度是真空中光速c的多少倍？解：它符合相对论时间膨胀（或运动时钟变慢）的结论。
静能
m0c
2
：粒子静止时所具有的能量 .
2
E m c

14 - 6 相对论动量和能量
相对论动能由功的定义及动能定理，得
第十四章相对论

Ek
0
d ( m ) dr d ( m ) d Ek F dr dt d (m ) m d dm
同地事件的同时性是绝对的。

14 - 6 相对论动量和能量
第十四章相对论
v t1 [( t 2 t1 ) 2 ( x2 x1 )] t2 c

相对论基础能量动量关系的推导与应用

相对论基础能量动量关系的推导与应用相对论是物理学中的重要理论，它在描述高速运动物体时对经典物理学的修正是必需的。

其中相对论的基础能量动量关系是一种核心概念，本文将对其进行推导与应用的讨论。

一、相对论能量动量关系的推导相对论能量动量关系由爱因斯坦在1905年提出，它建立在狭义相对论的基础上。

在狭义相对论中，物体的能量和动量不再是分开考虑的，而是统一在相对论四维矢量的框架下进行描述。

对于一个相对论粒子，其四维动量矢量可以表示为：\[P^\mu = (E/c, p_x, p_y, p_z)\]其中，\(E\)为粒子的总能量，\(c\)为光速，在自然单位下取为1，\(p_x, p_y, p_z\)分别为粒子在三个坐标轴上的动量。

通过对四维动量矢量的求模，可以得到粒子的总能量：\[E = \sqrt{p^2c^2 + m^2c^4}\]其中，\(p\)为粒子的动量模长，\(m\)为粒子的静质量。

通过上述推导可以看出，相对论能量动量关系是一个非线性的方程，且在低速极限下退化为经典的能量动量关系。

这说明相对论能量动量关系包含了经典物理的修正。

二、相对论能量动量关系的应用相对论能量动量关系的应用广泛，下面将介绍其在粒子物理、核物理以及高能物理等领域的具体应用。

1. 粒子物理中的应用在粒子物理领域，粒子加速器被广泛应用于对基本粒子的探测。

相对论能量动量关系为粒子的能量提供了准确的计算方法，并且在加速器的设计和操作中起到了重要的指导作用。

2. 核物理中的应用相对论能量动量关系在核物理研究中也起到了至关重要的作用。

通过对相对论下的能量动量关系的应用，研究人员可以更加准确地描述高速碰撞中的粒子行为，进一步揭示核反应中的细节。

3. 高能物理中的应用高能物理是相对论能量动量关系的一个典型应用领域。

在这个领域中，粒子的能量往往达到了极高的程度，相对论能量动量关系的修正效应变得更加明显。

只有在应用相对论能量动量关系的框架下，才能准确地描述和解释高能物理实验的结果。

相对论能量和动量的关系

总结词
在相对论中，物体的动能与其总能量之间存在一定的关系，动能是总能量的一部分。
详细描述
物体的总能量包括动能和势能两部分。在相对论中，物体的动能与其总能量之间的关系可以用公式E=mc^2表示，其中E 代表总能量，m代表质量，c代表光速。动能则是总能量减去势能的部分。
动量与总能量之间的关系公式
质能方程
总结词
质能方程是相对论中描述质量和能量之间关系的公式，它表明物体的质量与能量是等价的。
详细描述
质能方程是E=mc^2，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。这个公式表明质量和能量之间存在等价关系，即一个物体的质量包含着与其等价的能量。
动能与总能量之间的关系
在核能领域的应用
核聚变
相对论能量和动量在核聚变过程中用于描述聚变反应的条件和产物。核聚变是一种利用高能粒子束将轻元素聚变成重元素的过程，其产生的能量可用于未来的清洁能源生产。
VS
核裂变
相对论能量和动量在核裂变过程中用于描述裂变产物的性质和行为。核裂变是一种利用重元素裂变成轻元素的过程，其产生的能量可用于现有的核能发电站。
05
相对论能量和动量的实验验证
原子能研究的实验验证
原子能研究
原子能研究中的核反应实验是验证相对论能量和动量关系的重要途径。通过测量反应前后粒子的能量和动量变化，可以验证爱因斯坦质能方程E=mc^2。
粒子加速器
粒子加速器是研究相对论能量和动量关系的另一种实验工具。通过加速粒子至高能状态，可以观察到粒子的能量和动量变化，从而验证相对论的预测。
粒子加速器
相对论能量和动量在粒子物理中广泛应用于设计和优化粒子加速器，如电子加速器和质子加速器。这些加速器通过提供高能粒子束，用于研究物质的基本结构和性质。

8-相对论性动量和能量

解法1 解法应用动能定理求
A
R=4 m O m=2 kg
WG + WFf + WFN
1 2 = mv − 0 2
不动
B v v=6 m·s-1
WG = mgR； WFN = 0
1 2 ∴WFf = mv − mgR = −44 J 2
3
解法2 解法应用功能原理求
选择小球，圆弧,地球作为一个系统
m0 c 2 ( 3 H ) = 2808 .944 MeV 1
m0 c 2 ( 4 He ) = 3727 .409 MeV 2
1 m 0 c 2 ( 0 n ) = 939 . 573
MeV
26
氘核和氚核聚变为氦核的过程中，氘核和氚核聚变为氦核的过程中，静能量减少了 ∆E = 17.59 MeV
时
2
静止质量：m0 静止质量：
物体相对于惯性系静止时的质量 .
v << c
v v v p = mv → m0 v
5
m m0
相对论质量
m=
m0 v 1− 2 c
2
4 3 2 1
质量与速度有关 .
m(v)说明
结论: 质量具有相对意义. 结论质量具有相对意义当
vc
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Q = 8 .5 × 10 10 J
13
世界上第一颗原子弹爆炸于 1945年7月16日下午5点30分。爆炸地点位于美国新墨西哥的阿拉莫戈多空军基地附近的沙漠中，爆炸产生的强光使夜晚的天空比正午还要明亮许多倍，200公里之外的玻璃窗也被震得粉碎。升起的蘑菇云高达15到20公里。三个星期之后，第二颗原子弹 called "Little Boy“ 于日本广岛被引爆。

相对论中能量动量关系怎么推

相对论中能量动量关系怎么推能量-动量关系是相对论中最为重要的公式之一，它描述了物体的质量和速度之间的关系。

推导能量-动量关系需要使用狭义相对论的基本假设，即所有惯性参考系之间的物理规律都是相同的。

首先，我们定义一个质量为m的物体的动能:E_k = \frac{1}{2}mv^2其中，v是物体的速度。

接下来，根据相对论的基本假设，我们考虑两个不同的惯性参考系，分别为S和S'。

这两个参考系之间存在相对运动，其速度为v。

在S参考系中，物体的动量为:p = mv同时，在S'参考系中，物体的动量为:p' = \frac{mv}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}其中，c是光速。

接下来，我们考虑在S'参考系中，物体的动能:E_k' = \frac{1}{2}m\frac{v^2}{1 - \frac{v^2}{c^2}}现在我们可以使用相对论能量-动量守恒定律来推导能量动量关系：E_k + E = E_k' + E' + K其中，E是物体的静能量，K是相对于S参考系的总动量，E'是相对于S'参考系的总能量。

根据相对论的动量-能量关系，我们可以将K和E'表示为：K = \frac{p^2}{2m}E' = \frac{mc^2}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}这样，我们就可以将相对论能量动量守恒定律写成：E_k + E = \frac{m c^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}} + \frac{p^2}{2m}这就是著名的能量动量关系，其中E_k是物体的动能，E是静能，p是物体的动量，m是物体的质量，c是光速。

相对论的动量和能量

1v2c2
也可如此计算
cp E2(m 0c2)212M 50 epV 12M 50ecV
例2 π+ 介子的静止质量是 2.49×10-28kg，固有寿命是 2.6×10-8 s。速度为光速的60% 的π+ 介子质量是多少？寿命为多长？
解： m 1 m v 0 2c2(2 1 .4 9 0 .6 1 2 0 ) 12 /2 8kg3.1110 28kg
例1 设一质子以速度 v0.8c0 运动. 求其总
能量、动能和动量.
解质子的静能 E0m0c293M 8 eV Em2 c1m 0 v c 2 2c2(19 0.82 3 )128 M e1V 5M 63 e
EkEm 0c262 M 5eV pm v m 0v 6 .6 8 1 1 0k 9m gs 1
四 . 质能关系的应用
E mc2 质量转能量
1945年，美国在日本广岛和长崎各投下一枚原子弹，造成近二十万人死亡.
我国已建成的岭澳核电站
我国在建的单机容量最大的田湾核电站
原子弹核裂变
1967年6 月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功
E mc2 能量转质量
经由高能加速器碰撞，人类制造出新的元素 (原子序93以上) 。
0 2.6108 s3.25108s
1v2c2 (10.62)1/2
例3 观察者乙以4c/5的速度相对静止的观察者甲运动，乙带一质量为1kg的物体，则甲测得此物体的质量为多少？乙带一长为l，质量为m的棒，该棒安放在运动方向上，则甲测得棒的线密度为多少？
现有 100 座楼，每楼 200 套房，每套房用电功率
10000 W ，总功率 2108W，每天用电 10 小时，年耗电量 2.72 1105J，可用约 33 年。

4-5 相对论的动量和能量

质子的静质量质子的静能
2
m0 = 1.673 × 10
−10
− 27
kg
m0 c = 1.503 × 10
J = 938MeV
16
1千克的物体所包含的静能千克的物体所包含的静千克的物体所包含的 1千克汽油的燃烧值为千克汽油的燃烧值为
= 9 × 10 J
7
4.6 ×10
焦耳 .
5）相对论能量和质量守恒是一个统一的物理规律。）相对论能量和质量守恒是一个统一的物理规律。统一的物理规律
2 3 4 1 H + 1 H → 2 He 1 +0n
氘核和氚核聚变为氦核的过程中，静能量减少了氘核和氚核聚变为氦核的过程中，
∆E = 17.59MeV
§14-6 广义相对论简介
狭义相对论认为：在所有惯性坐标系中，狭义相对论认为：在所有惯性坐标系中，物理学定律都具有相同的表达式。在非惯性系中，学定律都具有相同的表达式。在非惯性系中，物理规律又将如何呢？规律又将如何呢？爱因斯坦从非惯性系入手，爱因斯坦从非惯性系入手，研究与认识了等效原理，原理，进而建立了研究引力本质和时空理论的广义相对论。相对论。广义相对论的等效原理一观测者在火箭舱里做自由落体实验。一观测者在火箭舱里做自由落体实验。在(b)中火箭静止在地面惯性系上，他将看到 )中火箭静止在地面惯性系上，质点因引力作用而自由下落；质点因引力作用而自由下落；
10
1g 铀— 235 的原子裂变所释放的能量
我国于 1958 年建成的首座重水反应堆
2 轻核聚变
2 1H
+
2 1H
→ He
4 2
氘核氦核质量亏损
2 − 27 m0 ( 1 H ) = 3.3437 × 10 kg 4 m0 ( 2 He) = 6.6425 × 10 −27 kg

相对论能量动量关系的推导

相对论能量动量关系的推导相对论是指爱因斯坦在1905年提出的一种物理学理论，它描述了运动物体的性质和行为，尤其是在高速运动和强引力下的物理现象。

其中，相对论能量动量关系是相对论的重要基础之一，也是研究物体在高速运动中的能量和动量变化的关键。

相对论能量动量关系的推导可以通过以下步骤来完成：1. 引言相对论是爱因斯坦提出的一种描述高速运动物体的理论，相对论中的能量和动量概念与经典物理有所不同。

本文将从相对论的角度推导能量动量关系。

2. 相对论基本假设相对论基于两个基本假设：光速恒定和时空的相对性。

基于这两个假设，相对论建立了一套完整的数学框架来描述物体在不同参考系中的性质和行为。

3. 能量和动量定义在相对论中，能量和动量不再是简单的物体的物理量，而是与其运动速度有关的变量。

相对论能量定义为E = γmc²，其中γ是洛伦兹因子，m是物体的静止质量，c是光速。

动量定义为p = γmv，其中v是物体的运动速度。

4. 相对论能量动量关系的推导a. 考虑一个静止质量为m的物体，其静止能量为E₀ = mc²，动量为p₀ = 0。

b. 若物体以速度v运动，则根据动量定义，其动量为p = γmv。

c. 将动量代入能量定义中，可以得到物体在运动状态下的能量表达式为E = γmc² = E₀ + T，T表示动能的增量。

d. 对能量表达式进行化简和变换，可以得到E² = p²c² + m²c⁴，这就是相对论中的能量动量关系。

5. 能量动量关系的性质a. 能量动量关系表明，物体的能量和动量不仅与静止质量有关，还与运动速度相关。

b. 当物体静止时（v = 0），能量动量关系退化为经典物理学中的表达式：E = mc²，p = 0。

c. 当物体以光速运动时（v = c），能量动量关系变为E = pc，即E与p成正比。

6. 实例分析：粒子加速器a. 相对论能量动量关系的推导对于粒子加速器中的粒子运动研究具有重要意义。

24-4 相对论的动量和能量

氘核
( ( ( (
2 1 3 1 4 2 1 0
0.031110
2
27
(kg)
12
释放能量
E mc 2.799 10
J
ΔE 3.35 1014 (J/kg) 1 kg 核燃料释放能量 mD mT
24 - 3 相对论性力学
锂原子的核反应
7 8 Li 1H4 Be4 He 4 He 3 1 2 2
24 - 3 相对论性力学
四
第二十四章相对论
质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 1 核裂变
235 92
U n
1 0
139 54
Xe Sr 2 n
95 38 1 0
质量亏损原子质量单位
放出的能量
m 0.22u 27 1u 1.66 10 kg 2 Q E m c 200MeV
2
2
1 v c m0 c
2
2
2

相对论动能当
v c 时
1 3 v 1 2 Ek m 0 v m0 ...... m 0 v 2 2 8 2 c2
v 2 m0 c 2 1 v 2 c 2 m0 c 2 2 2 1 v 2c 1 2 2 Ek mc m0c m0c ( 1) 2 1 4
1u 1.66 1027 kg
实验测量
mHe
理论计算和实验结果相符．
24 - 3 相对论性力学
物理意义
第二十四章相对论
E mc
2
E (m)c
2
惯性质量的增加和能量的增加相联系，质量的大小应标志着能量的大小，这是相对论的又一极其
重要的推论 .

§18.4 相对论性动量与能量(打印稿)

A B
x
vB
x
m v m A B v A v
.6.
Chapter 18. 相对论
§18. 4 相对论性动量与能量
m A
m0 1 (v / c ) 2 A
F1
一般地写成：
m m0 1 (v m / c )2
m / m0
7 6 5 4 3 2 1 0.0
vm c时，m m0
Chapter 18. 相对论
§18. 4 相对论性动量与能量
7 3
Li H Be He He
1 1 8 4 4 2 4 2
通过比较，核反应后系统静止质量减少了：
mH 1.00783u
m Li 7.01601u m He 4.00260u 1u 1.66 10
27
Chapter 18. 相对论
§18. 4 相对论性动量与能量
1939年，哈恩(O.Hahn, 1879-1968)和斯特拉斯曼(F.Strassman, 1902-1980)重复居里夫人的实验，在肯定了镧存在的同时，还发现了Z=56的放射性核元素钡。梅特纳(L.Meitner, 1878-1968) 和弗里什(O.R.Frisch, 1904-1979)对此做出了正确的解释，这是铀在中子的轰击下分裂成两个质量较轻的原子核，同时释放出能量，此过程称作原子的核裂变。
www.nobel.se/physics .21.
Chapter 18. 相对论
§18. 4 相对论性动量与能量
(Joliot.Curie, 1897-1956）
1934年约里奥· 居里夫人用慢中子照射铀盐时，分离出了一种类似于“镧”(Ｚ=57) 的放射性核素，它有放射性，半衰期为3.5小时。但是居里夫人对中子与铀 (Z>92)发生反应，生成电荷数不同的镧核非常不理解其实这表明中子使铀核产生了裂变。约里奥 · 居里夫人离新发现仅一步之遥，错失了良机。 .22.

大学物理相对论性动量和能量

相对论力学中的，动量与速度和质量密切相关。由于速度满足洛伦兹变换，质量也必须是速度的函数，以保证动量守恒定律在洛仑兹变换下形式不变。质速关系式描述了质量与速度的关系：当物体速度接近光速时，其质量趋于无穷大；而在低速情况下，质量则与速度无关，退回到牛顿力学的形式。狭义相对论力学的基本方程定义了质点受到的作用力为动量对时间的变化率。此外，文档还探讨了质量与能量的关系，包括相对论动能和质能关系式。质能关系式揭示了能量和质量之间的等价性，为原子能时代的理论基础。该理论在原子核裂变和聚变中有重要应用，如原子弹爆炸和核电站的运行原理。通过质能公式，可以计算出核反应中的质量亏损和释放的能量。这些概念和应用展示了相对论力学在动量和能量领域的深刻洞见和实际应用价值。

相对论的动量和能量

当 v << c 时
Ek
mc2
m0c
m0c2
2( 1
1 v2
/
1
c2
m0c 2 v2 /
1)
c
2
m0c2
m0 c2 (1
v2 2c 2
3v 4 8c 4
1)
1 2
m0v
2
与经典一致
5.实验证明最早对相对论质量—能量关系提供的实验证明之一，是1932年由考克罗夫特（J.D.Cockcroft）和瓦尔顿（G.T.S.Walton）提供的.他们利用加速器加速质子并轰击锂（Li）靶.锂原子核吸收质子形成不稳定的核随即蜕变为两个粒子，它们以高速沿相反的方向运动.
E2
p2c 2
m02
c4 v2c2 1 v2 / c2
m02c 4
E2 E02 p2c2
对光子 m0=0
E h
p E h h c c
对光子 m0=0
E h p E h h
c c
当 v<<c 时
由E2 E02 p2c2
(E E0 )(E E0 ) p2c2
E E0 2m0c2
u3 vz / 1 2
2.质速关系质速关系
m m0
1 2
m0为静止质量
光子静止质量为零.
m>m0 已被实验证实. 1901年考夫曼发现电子的
质量是随速度增加而增加的.
m/m0
5 4
3 2 1
v/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
3.动力学方程
F
dp dt
d dt
(mv)
d dt
(
m0
v)

相对论的能量和动量关系

在相对p=mv，其中m代表物体的质量，v代表物体的速度。而在相对论中，质量不再是恒定不变的，而是随着物体速度的增加而增加。因此，动量也会随之变化。同时，相对论还给出了能量与动量之间的转换关系，即能量E可以表示为E=mc^2，其中c代表光速。而在物体运动时，其总能量可以表示为静能E0与动能之和，动能与动量之间又存在着一定的关系。通过这些公式，我们可以更深入地理解相对论力学中动量与能量的本质及其相互关系。需要注意的是，在相对论中，物体的速度不能再像经典力学中那样简单地相加，而是需要考虑到时间膨胀和空间收缩等效应的影响。

相对论中的动量与能量

质点动量的变化率。
F
dp
d
mv
o
dt dt 1 v 2 / c2
对于质点系，系统的总动量
Байду номын сангаас
P
moivi
i 1 vi2 / c2
如果质点系所受到的合外力为零，系统的总动
量守恒
4/3/2021 5:18:41 PM
7
基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学
三.质量与能量的关系
如同经典力学一样，外力所作的功为
92
01n15349Xe
3985Sr
201n
E mc 2 0.22 1.661027 9 1016
E 3.31011J 200MeV
1克铀235全部裂变释放的能量
E 6.022 1023 3.3 1011 8.5 1010 J 235
4/3/2021 5:18:41 PM
25
基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学
1932年，英国物理学家考克钱夫和爱尔兰物理学家瓦尔顿利用他们设计的质子加速器进行人工核蜕变，为此获得1951年的诺贝尔物理学奖。
J.D.Cockcroft,1892-1967
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E.T.Walton,1903-1995
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基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学
基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学
核电站的核反应堆
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基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学
我国第一颗原子弹爆炸成功
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基础物理学教程 §7-3 狭义相对论的动力学

相对论性动量和能量

m
m0
o
C
v
4
15-4 相对论性动量和能量
第十五章狭义相对论
1.相对论质量
m
m0 1 v
2
m0－静止质量
c
2
v－物体相对参
考系的速率
2
2. 相对论动量
p mv
m0 v 1 v c2
二、狭义相对论力学的基本方程
dp 可得根据牛顿第二定律 F d t dp d( mv) F －力等于动量变化率。 dt dt
1 0 139 54 95 38 1 0
Q是在原子核的裂变过程中，铀原子核与生成的原子核和中子之间的能量之差。一个铀-235的核裂变过程中，质量要减少0.22u 。（u为原子质量单位，1u＝1.66×10－27Kg） 19
15-4 相对论性动量和能量
第十五章狭义相对论
1.核裂变：重原子核分裂成两个较轻的核，同时释放能量的过程。由质能关系式可知，一个铀-235在裂变时释放的能量为 2
相对论中：质、能不可分割即物质和运动不可分割。因此 E=mc2 又被称为质能关系式
14
15-4 相对论性动量和能量
第十五章狭义相对论
2. 相对论能量：
3. 静能：
E mc Ek m0c
2
2
E0 m0c 2
讨论：（2）质能关系统一了能量守恒与质量守恒。
例如一系统能量守恒
i i 2 E ( m c i i ) 常量
表明真空中的光速c是一切物体运动速度的极限。3
15-4 相对论性动量和能量
第十五章狭义相对论
1.相对论质量
m
m0 1 v

相对论中能量、动量的表达式

相对论中能量、动量的表达式能量和动量是相对论中一些重要的概念，它们对我们对宇宙和物理学的理解有着重要意义。

在相对论中，能量(E)和动量(P)之间有着直接的关联，它们的表达式可以表示为：
E=mc^2
其中，c代表的是光速的常数，而m代表的是物体的质量。

由于质量本身由原子以及原子团组成，因此能量可以视作由原子以及原子团组成的。

另外，在相对论中，动量的表达式可以表示为：
P=mv
其中，m代表的是物体的质量，而v代表的是该物体的速度。

从表面上就可以得知，动量与物体的速度有着重要的关系，但是动量实际上是物体质量和速度的乘积，它表示的是物体具有由速度决定的移动能量。

相对论中能量和动量有着重要的关系，它们不仅能够帮助我们更好地理解宇宙和物理学，而且可以帮助我们更好地控制物质的形态和
运动状态，从而更好地把握宇宙的运行状态。

例如，它们可以帮助我
们更精准地测量物体的质量与速度，而这些数据又能够帮助我们计算
出物体的能量和动量。

此外，我们也可以借助能量和动量，来描述另外一些重要的概念，包括能量守恒定律、动量守恒定律、物质守恒定律等等。

从这些观点可以看出，相对论中的能量和动量是非常重要的概念，它们不仅帮助我们更好地理解宇宙和物理学，而且也可以帮助我们更
好地控制物质的形态和运动状态，从而更好地把握宇宙的运作状况。

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