Relativistična masa delca

Leta 1905 je Albert Einstein objavil svojo teorijo relativnosti, ki je nekoliko spremenila idejo o znanosti o okoliškem svetu. Na podlagi njegovih predpostavk je bila pridobljena formula relativistične mase.

Posebna teorija relativnosti

Celotna točka je, da se v sistemih, ki se gibajo relativno drug drugemu, vsi procesi nadaljujejo nekoliko drugače. Natančneje, to je na primer izraženo pri povečanju mase z naraščajočo hitrostjo. Če je hitrost gibanja sistema veliko manjša od hitrosti svetlobe (upsilon- << c = 3 middot-10^{8. mesto} ), potem te spremembe ne bodo praktično opazne, ker se bodo nagibale k nič. Če pa je hitrost gibanja blizu hitrosti svetlobe (na primer, je enaka desetini), se bodo spremenili taki kazalci kot telesna masa, njegova dolžina in čas. S pomočjo naslednjih formul lahko te vrednosti izračunamo v gibljivem referenčnem okviru, vključno z maso relativističnega delca.

Tukaj sem₀, m₀ in t₀ - Dolžina telesa, njegova masa in čas postopka v stacionarnem sistemu, in upsilon- - hitrost predmeta.

Po Einsteinovi teoriji nobeno telo ne more razviti hitrosti, ki je večja od hitrosti svetlobe.

Počivajte

Vprašanje preostale mase relativističnega delca nastane ravno v teoriji relativnosti, ko se masa telesa ali delca začne spreminjati kot funkcija hitrosti. Skladno s tem je masa ostanka masa telesa, ki je v trenutku merjenja v mirovanju (v odsotnosti gibanja), to je, njegova hitrost je nič.

Relativistična telesna masa je eden od glavnih parametrov v opisu gibanja.

Načelo skladnosti

Po videzu Einsteinove teorije zahteva nekaj revizijo, ki se uporablja za več stoletij Newtonove mehanike, ki jih ni bilo mogoče uporabiti pri obravnavi referenčnih okvirov, ki se gibljejo s hitrostjo, primerljivo s hitrostjo svetlobe. Torej, vse to je za spremembo dinamične enačbe s pomočjo preoblikovanja Lorentz - spreminjanje telo koordinat ali točko in čas, ko se je proces prehoda med inertne referenčne sisteme. Opis teh transformacij temelji na dejstvu, da v vsakem inertnem referenčnem okviru vsi fizični zakoni delujejo enako in enako. Tako zakoni narave nikakor niso odvisni od izbire referenčnega okvira.

Iz Lorentzovih transformacij je glavni koeficient relativistične mehanike, ki je opisan zgoraj in se imenuje pismo alfa-.

Načelo korespondence sama je dovolj preprosta - piše, da bo vsaka nova teorija v določenem posameznem primeru prinesla enake rezultate kot prejšnja. Natančneje v relativistični mehaniki se to odraža v dejstvu, da pri hitrostih, ki so veliko manjše od hitrosti svetlobe, se uporabljajo zakoni klasične mehanike.

Relativistični delec

Relativistični delec je delec, ki se premika s hitrostjo, primerljivo s hitrostjo svetlobe. Njihovo gibanje opisuje posebna teorija relativnosti. Obstaja tudi skupina delcev, katerih obstoj je mogoče le med vožnjo s hitrostjo svetlobe - to so ti delci brez mase ali samo brezmasne, saj je preostali del mase nič, zato je edinstveno delce, ki nimajo nobene podobne možnosti v nerelativistični, klasične mehanike .

To pomeni, da je masa relativnega dela lahko enaka nič.

Delec lahko rečemo relativistično, če je njegova kinetična energija lahko primerljiva z energijo, izraženo z naslednjo formulo.

Ta formula določa potrebno hitrostno stanje.

Energija delca je lahko tudi večja od energije za počitek - ti se imenujejo ultrarelativistična.

Za opis gibanja takih delcev se uporabljajo kvantna mehanika v splošnem primeru in kvantna teorija polja za širši opis.

Videz

Taki delci (tako relativistični kot ultrarelativistični) obstajajo le v kozmičnem sevanju, to je sevanju, katerega vir je zunaj Zemlje, elektromagnetne narave. Človek, ki ga umetno ustvarijo v posebnih pospeševalkah - s pomočjo njih je bilo najdenih več ducat vrst delcev, in ta seznam se stalno posodablja. Podobna namestitev je npr. Large Hadron Collider, ki se nahaja v Švici.

Nastaja na beta propad, elektroni lahko včasih dosežejo zadostno hitrost, da jih razvrstijo kot relativistične. Relativistična masa elektronov lahko najdemo tudi iz zgornjih formul.

Koncept mas

Masa v Newtonovi mehaniki ima več obveznih lastnosti:

• Gravitacijska privlačnost teles nastane zaradi svoje mase, ki je neposredno odvisna od nje.
• Masa telesa ni odvisna od izbire referenčnega okvira in se s spremembo ne spremeni.
• Inercija telesa se meri z maso.
• Če je telo shranjeni v sistemu, v katerem ni procesi ne pride, in ki je zaprta, bo njegova masa je skoraj brez sprememb (razen za prenos difuzije, ki v trdnem stanju je zelo počasi).
• Maso sestavljenega telesa sestavljajo mase njegovih posameznih delov.

Načela relativnosti

• Načelo relativnosti Galilea.

To načelo je bilo oblikovano za ne-relativistični mehaniki, in se izrazi kot: ne glede na to, ali je sistem v mirovanju, ali pa kakršno koli gibanje, vsi procesi v njih nadaljuje na enak način.

• Načelo Einsteinove relativnosti.

To načelo temelji na dveh postavkah:

1. Princip Galileanske relativnosti in v tem primeru. To pomeni, da v vsakem SO absolutno vsi zakoni narave delujejo na enak način.
2. Hitrost svetlobe je v vseh referenčnih okvirih vedno enaka, ne glede na hitrost gibanja svetlobnega vira in zaslona (sprejemnik svetlobe). Za dokaz tega dejstva je bilo izvedenih več poskusov, kar je popolnoma potrdilo začetno ugibanje.

Masa v relativistični in newtonski mehaniki

• Za razliko od Newtonove mehanike, v relativistični teoriji masa ne more biti merilo količine materiala. In relativistična masa sama določi še obsežnejša metoda, tako da je mogoče na primer pojasniti obstoj delcev brez mase. V relativistični mehaniki se posebna pozornost posveča energiji in ne masi, torej je glavni dejavnik, ki določa katero koli telo ali osnovno delce, energijo ali zagon. Impulz lahko najdemo z naslednjo formulo.

• Vendar je masa ostanka delca zelo pomembna značilnost - njegova vrednost je zelo majhna in nestabilna številka, zato se meritve približajo z največjo hitrostjo in natančnostjo. Energijo ostanka delca lahko najdemo z naslednjo formulo.

• Podobno kot pri Newtonovih teorijah, v izoliranem sistemu je telesna masa konstantna, to pomeni, da se s časom ne spreminja. Prav tako se ne spreminja pri premikanju iz enega CO v drugega.
• Ni absolutno nobene mere vztrajnosti gibljivega telesa.
• Relativistična masa gibajočega telesa ni določena z delovanjem gravitacijskih sil na njem.
• Če je masa telesa nič, potem se mora nujno gibati s hitrostjo svetlobe. Nasprotno ni res - hitrosti svetlobe lahko dosežemo ne le brez masnih delcev.
• Celotna energija relativističnega delca je možna s pomočjo naslednjega izraza:

Narava mase

Do nedavnega je bila znanost mislili, da je masa koli delcev povzroča elektromagnetno naravi, ampak do sedaj je postalo znano, da je na ta način mogoče razložiti le majhen del tega - je glavni prispevek prihaja iz narave močne interakcije, ki izhajajo iz gluoni. Vendar pa na ta način ni mogoče razložiti mase ducat delcev, katere narava še ni bila pojasnjena.

Relativistično povečanje mase

Rezultat vseh zgoraj navedenih izrekov in zakonov se lahko izrazi v razumljivem, čeprav neverjetnem procesu. Če se eno telo premika glede na drugo s katero koli hitrostjo, potem se spremenijo parametri in parametri teles, ki so znotraj, če je izvirno telo sistem. Seveda pri nizkih hitrostih to ne bo opazno, vendar bo ta učinek še vedno prisoten.

Eden je preprost primer - drug čas v vlaku, ki se giblje s hitrostjo 60 km / h. Potem se po naslednji formuli izračuna koeficient sprememb parametrov.

Ta formula je bila opisana tudi zgoraj. Namestitev vseh podatkov vanj (s c asymp-1middot-10⁹ km / h), dobimo naslednji rezultat:

Očitno je, da je sprememba izredno majhna in ne spremeni uspešnosti ur, tako da je opazna.