Massa tal-partiċelli relativistic

Fl-1905, Albert Einstein ippubblikat teorija tiegħu tal Relatività, li huwa kemmxejn biddlet l-idea tal-xjenza tad-dinja. Ibbażat fuq suppożizzjonijiet tiegħu massa formula relativistic inkisbet.

teorija speċjali ta 'Relatività

L-essenza kollu tinsab fil-fatt li fis-sistemi jiċċaqalqu relattivi għal xulxin, kwalunkwe minn diversi proċessi jseħħu b'modi differenti. Speċifikament, huwa espress, per eżempju, żieda fil-piż ma 'ħeffa dejjem tiżdied. Jekk il-veloċità tal-moviment tas-sistema huwa ħafna inqas mill-veloċità tad-dawl (υ << ċ = 3 × 10 ^8), dawn il-bidliet huma kważi ma tiġi nnutata, peress li dawn għandhom tendenza għal żero. Madankollu, jekk il-veloċità tal-vettura qrib il-veloċità tad-dawl (eż, ugwali għal wieħed minn għaxra ta 'dan), imbagħad fatturi bħal piż, it-tul u l-ħin ta' kull bidla proċess. Bl-għajnuna tal-formuli li ġejjin jistgħu jikkalkulaw dawn il-valuri fil-qafas jiċċaqilqu ta 'referenza, inklużi - il-massa ta' partiċelli relativistic.

Fejn l _0, m ₀ u t ₀ - tul tal-ġisem, il-massa u l-proċess f'sistema wieqfa, u υ - veloċità ta 'l-oġġett.

Skond it-teorija Einstein 's, l-ebda korp ma jkunx kapaċi jilħaq veloċità akbar mill-veloċità tad-dawl.

massa bqija

Massa Q bqija partiċelli relativistic iseħħ jiġifieri fit-teorija relativity, meta l-piż tal-ġisem jew il-partiċelli jibdew jinbidlu skond veloċità. Għaldaqstant, il-bqija tal-massa imsejħa piż tal-ġisem, li jinsab fil-ħin tal-kejl waqt il-mistrieħ (fin-nuqqas ta mozzjoni), jiġifieri veloċità tagħha huwa żero.

piż tal-ġisem relativistic huwa wieħed mill-parametri ewlenin fid-deskrizzjoni ta 'mozzjoni.

prinċipju li jaqbel

Wara l-apparenza ta 'teorija Einstein jeħtieġu xi reviżjoni jintuża għal diversi sekli mekkanika Newtonian, li ma setgħux jiġu użati meta wieħed jikkonsidra l-frejms ta' referenza, miexja b'veloċità komparabbli għall-veloċità tad-dawl. Għalhekk, kollha hija ħadet biex jibdlu l-ekwazzjonijiet dinamiċi li jużaw it-trasformazzjoni Lorentz - korp ta 'koordinati jew punt u ħin li qed jinbidlu meta l-proċess ta' transizzjoni bejn sistemi ta 'referenza inerzjali. Deskrizzjoni ta 'trasformazzjoni data bbażata fuq il-fatt li f'kull qafas inerzjali il-liġijiet kollha ta' xogħol fiżika b'mod ugwali u ekwu. Għalhekk, il-liġijiet tan-natura m'huma bl-ebda mod tiddependi fuq l-għażla tas-sistema ta 'referenza.

Mill-koeffiċjent trasformazzjoni Lorentz u huwa espress mill-mekkaniżmi relativistic bażiċi, kif deskritt hawn fuq u msemmi bl-α ittra.

Il-prinċipju ta 'tqabbil huwa sempliċi biżżejjed - huwa jgħid li kull teorija ġdida f'xi każ partikolari partikolari se jagħti l-istess riżultati bħal ta' qabilha. Speċifikament, fil-mekkanika relativistic dan huwa rifless mill-fatt li fil-veloċitajiet li huma ħafna inqas mill-veloċità tad-dawl, il-liġijiet tal-mekkanika klassika huma użati.

partiċelli relativistic

partiċella relativistic tissejjaħ partiċelli li jiċċaqlaq b'veloċità komparabbli għall-veloċità tad-dawl. mozzjoni tagħhom hija deskritta bil Relatività speċjali. Hemm ukoll grupp ta 'partiċelli li l-eżistenza huwa possibbli biss waqt is-sewqan fil-veloċità tad-dawl - dawn huma msejħa l-partiċelli mingħajr massa jew biss massless, peress li l-bqija tal-massa hija żero, u għalhekk huwa partiċelli uniċi li m'għandhom l-ebda għażliet simili fil-mhux relativistic, mekkanika klassika .

Jiġifieri, il-massa ta 'partiċelli relativistic ta' mistrieħ jista 'jkun żero.

Partiċelli jistgħu jiġu msejħa relativistic jekk l-enerġija kinetika tiegħu jista 'jkun komparabbli mal-enerġija li huwa espress bil-formula li ġejja.

Din il-formula jiddetermina l-kundizzjoni tal-veloċità meħtieġa.

L-enerġija tal-partiċelli jistgħu wkoll ikunu aktar minn enerġija bqija tagħha - dawn huma msejħa ultrarelativistic.

Biex niddeskrivu l-moviment ta 'tali partikuli użati fil-mekkanika kwantistika u quantum ġeneralment teorija qasam għal deskrizzjoni aktar estensiva.

dehra

jeżistu tali partikuli (relativistic u ultra-relativistic) fil-forma naturali biss radjazzjoni kożmika, jiġifieri r-radjazzjoni, is-sors tiegħu huwa barra natura elettromanjetika tad-Dinja. Man, dawn huma maħluqa artifiċjalment aċċeleraturi speċjali - li jużawhom bħala tipi tużżana ftit ta 'partiċelli nstabu, u din il-lista hi aġġornata kontinwament. Tali iffissar huwa, per eżempju, il-Collider Hadron Kbir, mill-Isvizzera.

Emerġenti ma elettroni β-diżintegrazzjoni tista 'wkoll kultant tilħaq veloċità suffiċjenti sabiex tassenjahom lil klassi ta' relativistic. massa elettroni relativistic jistgħu jinstabu wkoll fuq dawn il-formuli.

Il-kunċett ta 'massa

Piż mechanics Newtonian għandha proprjetajiet li jorbtu diversi:

• L-attrazzjoni gravitazzjonali tal-korpi tqum minħabba l-piż tagħhom, jiġifieri, jiddependi direttament fuqha.
• Piż tal-ġisem ma tiddependix fuq l-għażla tas-sistema ta 'referenza u ma tinbidilx meta bidla tagħha.
• inerzja ta 'korp huwa mkejjel mill-piż tagħha.
• Jekk il-korp hija maħżuna f'sistema fejn l-ebda proċessi ma jseħħu u li għalqet, massa tiegħu ikun prattikament ebda bidla (ħlief għat-trasferiment tixrid li solidi huwa bil-mod ħafna).
• massa tal-ġisem komposta tkun ikkostitwita tal-massa ta 'partijiet individwali tagħha.

Il-prinċipju ta 'Relatività

• prinċipju Galileo ta 'Relatività.

Dan il-prinċipju ġiet żviluppata għall-mekkanika mhux relativistic, u hija espressa kif ġej: irrispettivament minn jekk is-sistema waqt il-mistrieħ, jew jagħmlu kwalunkwe moviment, il-proċessi kollha fihom jipproċedu bl-istess mod.

• prinċipju Einstein ta 'Relatività.

Dan il-prinċipju huwa bbażat fuq żewġ prinċipji:

1. prinċipju Relatività Galilean huwa użat f'dan il-każ. Dan huwa, ħadd ma assolutament l-liġijiet tan-natura xogħol bl-istess mod.
2. Il-veloċità tad-dawl dejjem u assolutament fil frejms kollha ta 'referenza huwa l-istess, irrispettivament mill-veloċità tal-moviment tal-sors tad-dawl u l-iskrin (riċevitur dawl). Biex jipprova dan il-fatt, numru ta 'esperimenti, li kompletament kkonferma l-raden inizjali.

Il-massa fil-mekkaniżmi relativistic u Newtonian

• B'kuntrast mal-mekkaniżmi Newtonian, fit-teorija massa relativistic ma tistax tkun miżura ta 'l-ammont ta' materjal. U fil-fatt il-massa relativistic huwa ddeterminat minn mod aktar estensiva, u jħalli dan possibbli li jispjegaw, per eżempju, l-eżistenza ta 'partikoli mingħajr massa. Fil-mekkanika relativistic, li jiffoka fuq l-enerġija aktar milli massa - li huwa d-determinant ewlieni ta 'kull korp jew partiċelli elementari, huwa l-enerġija jew momentum tagħha. Impuls huwa possibbli li jinstabu l-formula li ġejja.

• Madankollu, il-massa bqija tal-partiċelli hija fattur importanti ħafna - il-valur tagħha huwa żgħir ħafna u n-numru ta 'instabbli, għalhekk huma adattati għall-kejl bi preċiżjoni massima u veloċità. bqija partiċelli enerġija tista 'tinstab permezz tal-formula li ġejja.

• Bl-istess mod teoriji Newton fi piż sistema iżolata huwa kostanti, jiġifieri, ma jinbidlu maż-żmien. Ukoll dan ma jbiddilx u t-transizzjoni minn CO wieħed għall-ieħor.
• M'hemm assolutament l-ebda miżura ta 'inerzja tal-ġisem li jiċċaqilqu.
• Il-massa relativistic ta 'korp li jiċċaqalqu ma tistax tiġi ddeterminata mill-influwenza tal-forzi gravitazzjonali fuqha.
• Jekk il-piż tal-ġisem huwa ugwali għal żero, se ikollha tiġi spustjata fil-veloċità tad-dawl. Il-maqlub huwa mhux veru - il-veloċità tad-dawl tista 'tilħaq mhux biss il-partiċelli massless.
• L-enerġija totali ta 'partikoli relativistic huwa possibbli bl-użu l-espressjoni li ġejja:

In-natura ta 'massa

Sa ftit ilu, ix-xjenza kien maħsub li l-massa ta 'kull partiċella hija kkawżata min-natura elettromanjetika, iżda sal-lum sar magħruf li b'dan il-mod huwa possibbli li jispjegaw biss parti żgħira ta' dan - huwa l-kontribut ewlenija tiġi mill-natura tal-interazzjoni qawwija, li jirriżultaw mill-gluons. Madankollu, dan il-metodu ma jistax jiġi spjegat mill-massa ta 'partiċelli tużżana, in-natura tagħhom ma ġietx iċċarata.

Żieda massa relativistic

Ir-riżultat ta 'kull teoremi u l-liġijiet deskritti hawn fuq jistgħu jiġu espressi b'mod ċar biżżejjed, għalkemm, u l-proċess aqwa. Jekk korp wieħed miexja relattivi għal xulxin bi kwalunkwe veloċità, parametri tagħha u l-korpi ġewwa, jekk il-korp oriġinali hija bidla sistema. Of course, fil-veloċitajiet baxxi huwa kważi ma tiġi nnutata, iżda l-effett xorta se jkun preżenti.

Wieħed jista 'jikkwota sempliċi eżempju - estratt ieħor ta' żmien jiċċaqilqu fi 60 km / siegħa ferrovija. Mela l-formula li ġejja hija kkalkulata koeffiċjent ta 'varjazzjoni tal-parametri.

Din il-formula kien ukoll deskritt hawn fuq. Tissostitwixxi l-informazzjoni kollha fih (meta ċ ≈ 1 x 10 ⁹ km / h) ir-riżultati li ġejjin:

Ovvjament, il-bidla huwa estremament żgħira u ma tbiddilx il-prestazzjoni ta 'sigħat b'tali mod li kien viżibbli.