Lecture 55 相對論簡介(二)

第五十四講相對論簡介(二)狹義相對論的時(shí)空觀1）兩個(gè)事件在不同的慣性系看來，它們的空間關(guān)系是相對的，時(shí)間關(guān)系也是相對的，只有將空間和時(shí)間聯(lián)系在一起才有意義。2）時(shí)—空不互相獨(dú)立，而是不可分割的整體。3）光速C

是建立不同慣性系間時(shí)空變換的紐帶。

3）時(shí)，。1）時(shí)間延緩是一種相對效應(yīng)。

2）時(shí)間的流逝不是絕對的，運(yùn)動將改變時(shí)間的進(jìn)程.（例如新陳代謝、放射性的衰變、壽命等）。注意一相對論的時(shí)空觀例1設(shè)想有一光子火箭以速率相對地球作直線運(yùn)動，若火箭上宇航員的計(jì)時(shí)器記錄他觀測星云用去10min,則地球上的觀察者測得此事用去多少時(shí)間？運(yùn)動的鐘似乎走慢了。解:設(shè)火箭為系、地球?yàn)镾系二相對論時(shí)空觀的質(zhì)量與動量絕對時(shí)空觀相對論時(shí)空觀空間變換關(guān)系時(shí)間變換關(guān)系質(zhì)量變換關(guān)系動量變換關(guān)系靜質(zhì)量：物體相對于慣性系靜止時(shí)的質(zhì)量。三狹義相對論力學(xué)的基本方程相對論動量守恒定律當(dāng)時(shí)，急劇增加,而，所以光速C為物體的極限速度。當(dāng)時(shí)，不變。當(dāng)時(shí)四質(zhì)量與能量的關(guān)系相對論質(zhì)能關(guān)系

愛因斯坦認(rèn)為（1905）懶惰性慣性(inertia)活潑性能量(energy)物體的懶惰性就是物體活潑性的度量。質(zhì)能關(guān)系預(yù)言：物質(zhì)的質(zhì)量就是能量的一種儲藏。電子的靜質(zhì)量

電子的靜能質(zhì)子的靜能

相對論質(zhì)能關(guān)系

1千克的物體所包含的靜能1千克汽油的燃燒值為焦耳。靜能

：物體靜止時(shí)所具有的能量。質(zhì)子的靜質(zhì)量

例2：在一種熱核反應(yīng)中，各種粒子的靜質(zhì)量如下：

求：反應(yīng)釋放的能量。氘核氚核氦核中子反應(yīng)質(zhì)量虧損釋放能量1kg

核燃料釋放能量鋰原子的核反應(yīng)兩粒子所具有的總動能兩粒子質(zhì)量比靜質(zhì)量增加理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。實(shí)驗(yàn)測量物理意義

慣性質(zhì)量的增加和能量的增加相聯(lián)系，質(zhì)量的大小應(yīng)標(biāo)志著能量的大小，這是相對論的又一極其重要的推論。

相對論的質(zhì)能關(guān)系為開創(chuàng)原子能時(shí)代提供了理論基礎(chǔ),這是一個(gè)具有劃時(shí)代的意義的理論公式。五質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用質(zhì)量虧損原子質(zhì)量單位放出的能量1g

鈾—235的原子裂變所釋放的能量1

核裂變我國于1958

年建成的首座重水反應(yīng)堆2

輕核聚變釋放能量質(zhì)量虧損輕核聚變條件溫度要達(dá)到時(shí)，使具有的動能，足以克服兩之間的庫侖排斥力。氘核氦核六動量與能量的關(guān)系極端相對論近似光子光的波粒二象性普朗克常量例3

設(shè)一質(zhì)子以速度運(yùn)動.求其總能量、動能和動量。解質(zhì)子的靜能也可如此計(jì)算例4已知一個(gè)氚核和一個(gè)氘核可聚變成一氦核,并產(chǎn)生一個(gè)中子,試問這個(gè)核聚變中有多少能