Relativistic бөөмийн масс

1905 онд Альберт Эйнштейн харьцангуйн түүний онол, дэлхийн шинжлэх ухаан санаа өөрчлөгдөх зэрэг нь нийтэлжээ. Түүний таамаглал дээр үндэслэн томъёо relativistic масс авсан.

Харьцангуйн тусгай онол

бүхэлд нь мөн чанар бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлж системд хэд хэдэн үйл явц аль ч янз бүрийн арга замаар явагдана гэдэгт оршино. Тодруулбал, энэ нь, жишээ нь нэмэгдэж хурд нь жин нь нэмэгдэж илэрхийлсэн байна. системийн хөдөлгөөний хурд нь гэрлийн хурд (υ << в = 3 × 10 ⁸⁾ хавьгүй бага байдаг ^бол, эдгээр өөрчлөлтүүд нь бараг ажиглагдахгүй, тэдгээр нь тэг хандлагатай байдаг болохоор байж чадахгүй байна. Гэсэн хэдий ч, хэрэв гэрлийн хурдаар ойролцоо тээврийн хэрэгслийн хурдыг (жишээ нь, энэ нь нэг аравны тэнцүү), ямар ч үйл явц нь өөрчлөлтийн жин, урт, цаг хугацаа зэрэг дараа нь ийм хүчин зүйл. нь relativistic бөөмийн масс - дараах томъёогоор тусламжтайгаар зэрэг лавлагаа нь хөдөлж хүрээнд эдгээр утгуудыг тооцох болно.

Хаана л _0, м ₀ ба т ₀ - бие, жин болон суурин системийн ажиллагаа, υ урт - объектын хурд.

Эйнштейний онол дагуу биеийн аль нь ч гэрлийн хурдаар илүү их хурдыг хүрч чадахгүй байна.

үлдсэн хэсэг нь олон нийтийн

Q relativistic ширхэгийн үлдсэн хэсэг нь олон нийтийн биеийн жин болон хэсгүүд хурд хамаарч өөрчлөгдөж эхлэх үед харьцангуйн онолын хувьд тухайлбал тохиолддог. Иймд олон нийтийн биеийн жин гэж нэрлэдэг үлдсэн (хөдөлгөөний байхгүй) бусад үед хэмжилтийн үед агуулагдаж байдаг, жишээ нь түүний хурд нь тэг байна.

Relativistic биеийн жин хөдөлгөөний тайлбар гол үзүүлэлтүүдийн нэг юм.

тохирсон зарчим

Эйнштейний онолыг илэрч дараа нь хэд хэдэн зууны Ньютоны механикийн ашигласан зарим нэг өөрчлөлтийг гэрлийн хурдаар харьцуулж хурдтай хөдөлж, лавлах жааз авч байх үед хэрэглэж болохгүй юм шаарддаг. Тиймээс бүгд Лоренцын өөрчлөлтийг ашиглан динамик тэгшитгэл өөрчлөх авч - координатын бие, эсвэл цэг, цаг хугацаа өөрчлөгдөж байх үед инерцийн лавлагаа системийн хооронд шилжих үйл явц юм. мэдээ өөрчлөлтийн Тодорхойлолт бүр инерцийн хүрээнд физикийн ажлын бүх хууль адил, тэгш гэсэн бодит үнэн дээр суурилсан. Тиймээс байгалийн хууль лавлагаа системийн сонголт хамаарах ямар нэгэн байдлаар байна.

болон Лоренцын өөрчлөлт коэффициент харахад үсэг α нь Дээр дурдсан болон нэрлэгдсэн, үндсэн relativistic механикийн илэрхийлсэн байна.

тохирсон зарчим нь хангалттай хялбар байх юм - тэр нь тухайн ямар нэг тодорхой тохиолдолд ямар нэгэн шинэ онол нь ижил үр дүн нь өмнөх болгон өгөх болно гэж хэлсэн байна. Тодруулбал, relativistic механикийн энэ нь гэрлийн хурдаар хамаагүй бага байдаг хурдаар, сонгодог механикийн хуулиуд ашиглаж байгаа байгаа нь харагдаж байна.

relativistic хэсгүүд

Relativistic тоосонцор гэрлийн хурдаар харьцуулж хурдтай хөдөлдөг хэсгүүдийг гэж нэрлэдэг. Тэдний хөдөлгөөн харьцангуйн тусгай тайлбарласан байгаа. оршин зөвхөн боломжтой юм гэрлийн хурдаар явж байхдаа хэсгүүд бүлэг ч байдаг - энэ, масс, эсвэл зүгээр л massless ямар тоосонцор гэж нэрлэдэг учраас бус relativistic, сонгодог механикийн ямар ч төстэй сонголт байхгүй бол өвөрмөц хэсгүүд юм массын үлдсэн хэсэг нь тэгтэй тэнцүү байна оноос хойш .

Өөрөөр хэлбэл, үлдсэн нь relativistic бөөмийн масс тэг байж болох юм.

нь кинетик энерги нь дараах томъёогоор илэрхийлнэ эрчим хүчний харьцуулж байж болох уу ширхэгийн relativistic гэж нэрлэж болно.

Энэ томъёо нь шаардлагатай хурд нөхцөл байдлыг тодорхойлдог.

ширхэгүүд эрчим хүч нь мөн түүний үлдсэн хэсэг нь эрчим хүч илүү байж болно - эдгээр ultrarelativistic гэж нэрлэдэг.

илүү өргөн цар хүрээтэй тайлбарын талаар квант механик, ерөнхийдөө квант орны онол ашигласан ийм хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг тайлбарлах хэрэгтэй.

Гадаад өнгө байдал

Ийм тоосонцор (relativistic болон хэт relativistic) нь зөвхөн сансрын цацрагийн байгалийн хэлбэрээр байх гэж цацраг, ямар эх үүсвэр Дэлхийн цахилгаан соронзон шинж чанараас гадна юм. Хүн, тэд зохиомлоор тусгай хурдасгагч үүсгэгдсэн байна - нь тоосонцор нь хэдэн арван төрлийн болгон ашиглаж олсон байна, энэ жагсаалтыг байнга шинэчилж байна. Ийм тохиргоо нь, жишээ нь, том Hadron Collider Швейцарийн юм байна.

β-муудах электроны нь шинээр гарч ирж буй нь бас заримдаа relativistic ангилалд тэднийг оноож тулд хангалттай хурдыг хүрэх болно. Relativistic электрон жин эдгээр томъёогоор олж болно.

массын тухай ойлголт

Жин Ньютоны механик хэд хэдэн холбохыг шинж чанартай байна:

• байгууллагын таталцлын татах Өөрөөр хэлбэл, шууд үүн дээр шалтгаалах учир нь тэдний жин нь үүсдэг.
• Биеийн жин лавлагаа системийн сонголт хамаарах биш юм, түүний өөрчлөлт үед өөрчилж болохгүй вэ.
• биеийн инерцийн өөрийн жингээр хэмжинэ.
• бие нь системд хадгалагдаж байгаа бол аль нь ч үйл явц нь гарч чаддаггүй, хаалттай байдаг бөгөөд энэ нь түүний масс (тархалтаас шилжүүлэх бодис маш удаан байдаг бусад нь) бараг ямар ч өөрчлөлт байх болно.
• Нийлмэл биеийн жингийн өөрийн бие даасан хэсгээс массын бүрдэнэ.

харьцангуйн зарчим

• харьцангуйн Галилей-ийн зарчим.

Энэ зарчим нь бус relativistic механикийн хувьд боловсруулсан бөгөөд дараах байдлаар илэрхийлнэ: үл хамааран систем үлдсэн байна уу, эсвэл ямар нэгэн хөдөлгөөн хийх, тэдэнд бүх үйл явц нь ижил арга замыг үргэлжлүүлнэ.

• харьцангуйн Эйнштейний зарчим.

Энэ зарчим нь хоёр зарчим дээр тулгуурладаг:

1. Галилейн харьцангуйн зарчим энэ тохиолдолд хэрэглэж байна. Энэ бол байгалийн л хууль ижил арга замыг ажиллах нь туйлын нь хэн нэгэн нь юм.
2. гэрэл үргэлж үнэхээр бүх лавлах хүрээнд хурд үл хамааран гэрлийн эх үүсвэр болон дэлгэц (гэрэл хүлээн авагч) нь хөдөлгөөний хурд нь адил юм. Энэ баримт, туршилт хэд хэдэн эхний таамаглан бүрэн баталгаажуулж нотлох хэрэгтэй.

relativistic ба Ньютоны механикт масс

• Ньютоны механикт ялгаатай нь relativistic масс онолын материалыг дүнгийн хэмжүүр байж болохгүй. Тэгээд үнэхээр relativistic масс тайлбарлах боломжгүй үүнийг орхиж, илүү өргөн цар хүрээтэй замаар тодорхойлно, жишээ нь, массын ямар тоосонцор байгаа эсэх. relativistic механикт, массын гэхээсээ илүү эрчим хүч анхаарлаа хандуулж - аливаа байгууллага буюу анхан шатны бөөмийн гол тодорхойлогч юм, түүний энерги буюу эрч байна. Impulse дараах томъёогоор олох боломжтой юм.

• Гэсэн хэдий ч, бөөмийн үлдсэн масс нь маш чухал боломж юм - түүний үнэ цэнэ нь маш бага бөгөөд тогтворгүй тоо, тиймээс хамгийн үнэн зөв, хурд нь хэмжилт хийхэд тохиромжтой байдаг. Эрчим хүчний ширхэгийн үлдсэн хэсэг нь дараах томъёогоор олж болно.

• Үүнтэй нэгэн адил тусгаарлагдсан систем жингийн Ньютон онол өөрөөр хэлбэл, цаг хугацаа нь өөрчилж болохгүй вэ, тогтмол байдаг. Мөн энэ нь өөрчилж, өөр нэг CO шилжих биш юм.
• хөдөлж бие инерцийн ямар ч арга хэмжээ үнэхээр байдаг.
• Хөдөлж буй биеийн relativistic масс үүн дээр таталцлын хүчний нөлөөгөөр тодорхойлсон байна.
• биеийн жин тэгтэй тэнцүү бол, энэ нь гэрлийн хурдаар шилжих хэрэгтэй болно. урвуу үнэн биш юм - гэрлийн хурд нь зөвхөн massless хэсгүүд хүрч болно.
• relativistic хэсгүүд нийт эрчим хүчний дараах илэрхийллийг ашиглан боломжтой байдаг:

массын шинж чанар

Саяхныг хүртэл, шинжлэх ухааны ямар ч бөөмийн масс нь цахилгаан соронзон шинж чанараас шалтгаалсан байна гэж бодож байсан ч өнөөдрийг хүртэл энэ байдлаар нь энэ нь зөвхөн нэг жижиг хэсгийг тайлбарлаж болох юм гэж нэрлэгдэх болсон - гол хувь нэмэр gluons үүссэн хүчтэй харилцан үйлчлэлийн шинж чанар, ирдэг юм. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь арван хэсгүүдийн массын тайлбарлаж чадахгүй байгаа, мөн чанар нь хараахан тодруулсан байна гэсэн.

Relativistic масс нэмэгдүүлэх

бүх теоремууд ба дээр дурдсан хууль үр дүн ч тодорхой хангалттай илэрхийлж болно, мөн үнэхээр гайхалтай үйл явц юм. нэг бие дотор ямар ч хурд, түүний параметрүүд болон байгууллагуудын бие биедээ харьцуулахад хөдөлж байгаа бол, эх бие нь системийн өөрчлөлт юм бол. Мэдээж, бага хурдтай бараг ажиглагдахгүй байж болохгүй боловч үр нөлөө нь хэвээр байх болно.

60 км / цаг галт тэргээр үед шилжих үед өөр нэг хэсгийг - нэг энгийн жишээг дурьдахад болно. Дараа нь дараах томъёо үзүүлэлтийн өөрчлөлтийн коэффициент тооцно.

Энэ томъёо нь мөн дээр дурдсан билээ. Хэрэв энэ нь бүх өгөгдлийг орлуулах (Ямар в ≈ 1 · 10 ⁹ км / цаг) нь дараах үр дүнд:

Мэдээж хэрэг, өөрчлөлт нь маш бага бөгөөд энэ нь харагдахгүй байсан учраас цагийн үйл ажиллагааг өөрчилж болохгүй вэ.