Σχετικιστική μάζα σωματιδίων

Το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε τη θεωρία της σχετικότητας, η οποία είναι ελαφρώς αλλάξει την ιδέα της επιστήμης του κόσμου. Με βάση τις παραδοχές του ελήφθη τύπου σχετικιστική μάζα.

Ειδική θεωρία της σχετικότητας

Όλη η ουσία έγκειται στο γεγονός ότι τα συστήματα κινούνται σε σχέση με το άλλο, οποιαδήποτε από τις διάφορες διεργασίες λαμβάνουν χώρα με διαφορετικούς τρόπους. Συγκεκριμένα, αυτό εκφράζεται, για παράδειγμα, μια αύξηση του βάρους με αυξανόμενη ταχύτητα. Εάν η ταχύτητα της κίνησης του συστήματος είναι πολύ μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός (υ << c = 3 × 10 ^8), αυτές οι αλλαγές είναι σχεδόν δεν είναι αισθητή, δεδομένου ότι θα τείνει στο μηδέν. Ωστόσο, εάν η ταχύτητα του οχήματος κοντά στην ταχύτητα του φωτός (π.χ., ίση με το ένα δέκατο από αυτό), τότε παράγοντες όπως το βάρος, το μήκος και την ώρα για κάθε αλλαγή διαδικασίας. Με τη βοήθεια των ακόλουθων τύπων μπορεί να υπολογίζει αυτές τις τιμές σε ένα κινούμενο πλαίσιο αναφοράς, συμπεριλαμβανομένων - τη μάζα ενός σωματιδίου σχετικιστικού.

Όπου l _0, m ₀ και t ₀ - μήκος του σώματος, τη μάζα και τη διαδικασία σε ένα στατικό σύστημα, και υ - ταχύτητα του αντικειμένου.

Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, κανένας από το σώμα δεν είναι σε θέση να επιτύχει μεγαλύτερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός.

μάζα ηρεμίας

Q μάζα ηρεμίας σχετικιστική σωματιδίων συμβαίνει συγκεκριμένα στη θεωρία της σχετικότητας, όταν το βάρος του σώματος ή τα σωματίδια αρχίζουν να αλλάζουν ανάλογα με την ταχύτητα. Κατά συνέπεια, το υπόλοιπο μάζα που ονομάζεται το σωματικό βάρος, το οποίο περιέχεται στο χρόνο της μετρήσεως σε κατάσταση ηρεμίας (εν απουσία της κίνησης), δηλ ταχύτητά της είναι μηδέν.

Σχετικιστική σωματικού βάρους είναι μια από τις κύριες παραμέτρους στην περιγραφή της κίνησης.

αρχής της νομισματικής αντιστοιχίας

Μετά την εμφάνιση της θεωρίας του Αϊνστάιν απαιτούν κάποια αναθεώρηση χρησιμοποιηθεί για αρκετούς αιώνες νευτώνεια μηχανική, η οποία δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κατά την εξέταση των πλαισίων αναφοράς, που κινείται με ταχύτητα συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. Ως εκ τούτου, το μόνο που χρειάστηκε να αλλάξει τις δυναμικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας το μετασχηματισμό Lorentz - μεταβαλλόμενο σώμα συντεταγμένων ή ένα σημείο και χρόνο, όταν η διαδικασία της μετάβασης μεταξύ των αδρανειακών συστημάτων αναφοράς. Περιγραφή του μετασχηματισμού των δεδομένων με βάση το γεγονός ότι σε κάθε αδρανειακό σύστημα όλοι οι νόμοι της φυσικής εργασίας ισότιμα και δίκαια. Έτσι, οι νόμοι της φύσης δεν είναι σε καμία περίπτωση να εξαρτάται από την επιλογή του συστήματος αναφοράς.

Από το συντελεστή μετασχηματισμού Lorentz και εκφράζεται από τα βασικά σχετικιστική μηχανική, όπως περιγράφεται παραπάνω και ονομάζεται με το γράμμα α.

Η αρχή της ισοδυναμίας είναι αρκετά απλή - λέει ότι κάθε νέα θεωρία, σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, θα δώσει τα ίδια αποτελέσματα με την προηγούμενη. Συγκεκριμένα, στην σχετικιστική μηχανική αυτή αντικατοπτρίζεται από το γεγονός ότι σε ταχύτητες που είναι πολύ μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός, θα χρησιμοποιηθούν οι νόμοι της κλασσικής μηχανικής.

σχετικιστική σωματίδιο

Σχετικιστική σωματίδιο ονομάζεται ένα σωματίδιο που κινείται με ταχύτητα συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. κίνησή τους περιγράφεται από την ειδική σχετικότητα. Υπάρχει ακόμη και μια ομάδα από σωματίδια των οποίων η ύπαρξη είναι δυνατή μόνο κατά την οδήγηση με την ταχύτητα του φωτός - αυτά ονομάζονται τα σωματίδια χωρίς μάζα ή απλά άμαζο, δεδομένου ότι το υπόλοιπο της μάζας είναι μηδέν, γι 'αυτό είναι μοναδικό σωματίδια που δεν έχουν παρόμοιες επιλογές στις μη σχετικιστική, κλασική μηχανική .

Δηλαδή, η μάζα ενός σωματιδίου σχετικιστική ανάπαυσης μπορεί να είναι μηδέν.

Σωματιδίων μπορεί να ονομάζεται σχετικιστική εάν κινητική ενέργεια του μπορεί να είναι συγκρίσιμη με την ενέργεια η οποία εκφράζεται από τον ακόλουθο τύπο.

Αυτός ο τύπος καθορίζει την κατάσταση της απαιτούμενης ταχύτητας.

Η ενέργεια των σωματιδίων μπορεί επίσης να είναι περισσότερο από ενέργεια ηρεμίας του - αυτές ονομάζονται ultrarelativistic.

Για να περιγράψει την κυκλοφορία των εν λόγω σωματιδίων που χρησιμοποιούνται στην κβαντική μηχανική και την κβαντική θεωρία πεδίου γενικά για πιο εκτεταμένη περιγραφή.

εμφάνιση

Τέτοια σωματίδια (σχετικιστικό και υπερ-σχετικιστική) υπάρχουν σε φυσική μορφή μόνο στην κοσμική ακτινοβολία, δηλαδή ακτινοβολία, η πηγή του οποίου ευρίσκεται εκτός ηλεκτρομαγνητική φύση της Γης. Ο άνθρωπος, που δημιουργήθηκε τεχνητά σε ειδικές επιταχυντές - χρησιμοποιώντας τα ως μερικά είδη δωδεκάδα των σωματιδίων έχουν βρεθεί, και ο κατάλογος αυτός ενημερώνεται συνεχώς. Μια τέτοια ρύθμιση, για παράδειγμα, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, το οποίο είναι στην Ελβετία.

Οι αναδυόμενες με ηλεκτρόνια β-διάσπασης μπορεί επίσης μερικές φορές να φθάσει μία επαρκή ταχύτητα προκειμένου να τους τοποθετεί σε μια κατηγορία σχετικιστικού. Σχετικιστική μάζα ηλεκτρονίου μπορεί επίσης να βρεθεί σε αυτούς τους τύπους.

Η έννοια της μάζας

Βάρος νευτώνεια μηχανική έχει πολλές ιδιότητες σύνδεσης:

• Η βαρυτική έλξη των σωμάτων προκύπτει λόγω του βάρους τους, δηλαδή, εξαρτάται άμεσα από αυτό.
• Το σωματικό βάρος δεν εξαρτάται από την επιλογή του συστήματος αναφοράς και δεν αλλάζει κατά την αλλαγή του.
• αδράνεια ενός σώματος μετριέται από το βάρος του.
• Εάν το σώμα είναι αποθηκευμένο σε ένα σύστημα στο οποίο δεν υπάρχουν διεργασίες δεν επέρχεται και το οποίο είναι κλειστό, η μάζα του θα είναι ουσιαστικά καμία αλλαγή (εκτός από τη μεταφορά διάχυσης η οποία σε στερεά είναι πολύ αργή).
• Σύνθετα μάζας σώματος αποτελείται από την μάζα των επιμέρους τμήματά της.

Η αρχή της σχετικότητας

• αρχή του Galileo της σχετικότητας.

Η αρχή αυτή σχηματοποιείται για μη-σχετικιστική μηχανική, και εκφράζεται ως εξής: ανεξάρτητα από το αν το σύστημα είναι σε κατάσταση ηρεμίας, ή να κάνουν οποιαδήποτε κίνηση, όλες οι διαδικασίες σε αυτούς προχωρήσει με τον ίδιο τρόπο.

• αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Η αρχή αυτή βασίζεται σε δύο αρχές:

1. αρχή Γαλιλαίου σχετικότητας χρησιμοποιείται σε αυτή την περίπτωση. Δηλαδή, ο καθένας με απολύτως όλοι οι νόμοι της φύσης λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο.
2. Η ταχύτητα του φωτός πάντοτε και απόλυτα σε όλα τα συστήματα αναφοράς είναι το ίδιο, ανεξάρτητα από την ταχύτητα της κίνησης της πηγής φωτός και της οθόνης (φως δέκτη). Για να αποδείξει το γεγονός αυτό, μια σειρά από πειράματα, που επιβεβαίωσε πλήρως την αρχική υπόθεση.

Η μάζα των σχετικιστική και νευτώνεια μηχανική

• Σε αντίθεση με τα νευτώνεια μηχανική, στη σχετικιστική θεωρία μάζα δεν μπορεί να είναι ένα μέτρο της ποσότητας του υλικού. Και πράγματι, η σχετικιστική μάζα καθορίζεται από μια πιο εκτεταμένη τρόπο, αφήνοντας τη δυνατότητα να εξηγήσει, για παράδειγμα, η ύπαρξη των σωματιδίων χωρίς μάζα. Στη σχετικιστική μηχανική, με έμφαση στον τομέα της ενέργειας και όχι μάζα - που είναι ο κύριος καθοριστικός παράγοντας από κάθε οργανισμό ή στοιχειώδες σωματίδιο, είναι η ενέργεια ή ορμή του. Impulse είναι δυνατόν να βρούμε τον ακόλουθο τύπο.

• Ωστόσο, το υπόλοιπο μάζα του σωματιδίου είναι ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό - την αξία του είναι πολύ μικρή και ο αριθμός των ασταθών, έτσι είναι κατάλληλα για μετρήσεις με τη μέγιστη ακρίβεια και ταχύτητα. υπόλοιπο σωματίδιο Η ενέργεια μπορεί να βρεθεί από τον ακόλουθο τύπο.

• Ομοίως Newton θεωρίες σε ένα απομονωμένο βάρος σύστημα είναι σταθερό, δηλαδή, δεν αλλάζει με το χρόνο. Επίσης, δεν αλλάζει και η μετάβαση από το ένα στο άλλο CO.
• Δεν υπάρχει καμία απολύτως μέτρο της αδράνειας του κινούμενου σώματος.
• Η σχετικιστική μάζα ενός κινούμενου σώματος δεν καθορίζεται από την επίδραση των βαρυτικών δυνάμεων σε αυτό.
• Αν το σωματικό βάρος είναι ίσο με το μηδέν, θα πρέπει να κινούνται με την ταχύτητα του φωτός. Το αντίστροφο δεν ισχύει - η ταχύτητα του φωτός μπορεί να φτάσει όχι μόνο τα άμαζα σωματίδια.
• Η συνολική ενέργεια των σχετικιστικών σωματιδίων είναι δυνατόν χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:

Η φύση της μάζας

Μέχρι πρόσφατα, η επιστήμη θεωρήθηκε ότι η μάζα του κάθε σωματιδίου προκαλείται από ηλεκτρομαγνητική φύση, αλλά μέχρι σήμερα έγινε γνωστό ότι με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να εξηγηθεί μόνο ένα μικρό μέρος από αυτό - είναι η κύρια συνεισφορά προέρχεται από τη φύση της ισχυρής αλληλεπίδρασης, που προκύπτουν από τα γκλουόνια. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή δεν μπορεί να εξηγηθεί από τη μάζα των δώδεκα σωματιδίων, η φύση του οποίου δεν έχει ακόμη διαλευκανθεί.

Σχετικιστική αύξηση μάζας

Το αποτέλεσμα όλων των θεωρημάτων και νόμων που περιγράφονται παραπάνω μπορεί να εκφραστεί με αρκετή σαφήνεια, όμως, και η καταπληκτική διαδικασία. Αν ένα σώμα κινείται σε σχέση με το άλλο με οποιαδήποτε ταχύτητα, τις παραμέτρους και τα όργανα στο εσωτερικό, αν το αρχικό σώμα είναι μια αλλαγή του συστήματος. Βέβαια, σε χαμηλές ταχύτητες είναι σχεδόν δεν είναι αισθητή, αλλά το αποτέλεσμα θα εξακολουθεί να είναι παρούσα.

Κάποιος μπορεί να αναφέρω ένα απλό παράδειγμα - ένα άλλο πέρασμα του χρόνου σε ένα κινούμενο σε 60 χλμ/ώρα τρένο. Στη συνέχεια, ο ακόλουθος τύπος υπολογίζεται συντελεστής μεταβολής των παραμέτρων.

Η φόρμουλα αυτή περιγράφεται επίσης ανωτέρω. Αντικαθιστώντας όλα τα δεδομένα σε αυτό (όταν c ≈ 1 · 10 ⁹ km / h) με τα ακόλουθα αποτελέσματα:

Προφανώς, η αλλαγή είναι εξαιρετικά μικρό και δεν αλλάζει την απόδοση των ωρών, έτσι ώστε να ήταν ορατό.