كتلة الجسيمات النسبية

في عام 1905، نشر البرت اينشتاين نظريته النسبية التي غيرت قليلا من فكرة العلم من العالم. بناء على افتراضات له تم الحصول على صيغة الكتلة النسبية.

نظرية النسبية الخاصة

جوهر كله يكمن في حقيقة أنه في النظم تتحرك بالنسبة لبعضها البعض، أي من عدة عمليات تتم بطرق مختلفة. على وجه التحديد، ويتم التعبير عن ذلك، على سبيل المثال، زيادة في الوزن مع زيادة السرعة. إذا كانت سرعة حركة النظام هو أقل بكثير من سرعة الضوء (υ << ج = 3 × 10 ^{8)، وهذه} التغييرات تقريبا لا يكون ملحوظا، لأنها سوف تميل إلى الصفر. ومع ذلك، إذا كانت سرعة السيارة قريبة من سرعة الضوء (على سبيل المثال، أي ما يعادل واحد على عشرة من ذلك)، ثم عوامل مثل الوزن والطول والوقت من أي تغيير العملية. مع مساعدة من الصيغ التالية قد حساب هذه القيم في إطار الانتقال من المرجعية، بما في ذلك - كتلة الجسيمات النسبية.

حيث ل _0، م ₀ ور ₀ - طول الجسم، وكتلة والعملية في نظام ثابت، وυ - سرعة الجسم.

وفقا لنظرية أينشتاين، فإن أيا من الجسم غير قادر على الوصول إلى سرعة أكبر من سرعة الضوء.

كتلة بقية

يحدث Q الجسيمات النسبية بقية كتلة وبالتحديد في نظرية النسبية، عندما وزن الجسم أو الجسيمات تبدأ في تغيير اعتمادا على السرعة. وفقا لذلك، والباقي يسمى كتلة وزن الجسم، والذي يرد في وقت القياس على بقية (في غياب الحركة)، أي سرعته صفر.

النسبية وزن الجسم هي واحدة من المعالم الرئيسية في وصف الحركة.

مبدأ مطابقة

بعد ظهور نظرية آينشتاين تتطلب بعض التنقيح تستخدم لعدة قرون ميكانيكا نيوتن، والتي لا يمكن استخدامها عند النظر في الأطر المرجعية، والانتقال بسرعة مماثلة لسرعة الضوء. لذلك، كل ما أحاط لتغيير المعادلات الديناميكية باستخدام تحويلات لورينتز - تغيير الجسم الإحداثيات أو نقطة ووقت عملية الانتقال بين النظم المرجعية بالقصور الذاتي. وصف تحويل البيانات استنادا إلى حقيقة أنه في كل إطار بالقصور الذاتي عن قوانين العمل الفيزياء على قدم المساواة والإنصاف. وهكذا، فإن قوانين الطبيعة ليست بأي شكل من الأشكال تعتمد على اختيار النظام المرجعي.

من معامل التحول لورنتز ويتم التعبير عن ذلك من قبل الميكانيكا النسبية الأساسية، كما هو موضح أعلاه واسمه بحرف α.

مبدأ مطابقة بسيط جدا - كما يقول أن أي نظرية جديدة في أي قضية معينة بعينها سوف تعطي نفس النتائج على النحو السابق. على وجه التحديد، في الميكانيكا النسبية وينعكس ذلك من خلال حقيقة أن بسرعات التي هي أقل بكثير من سرعة الضوء، وتستخدم قوانين الميكانيكا الكلاسيكية.

الجسيمات النسبية

وتسمى الجسيمات النسبية الجسيمات التي تتحرك بسرعة مماثلة لسرعة الضوء. وصفت الحركة من خلال النسبية الخاصة. بل ان هناك مجموعة من الجسيمات التي لا يمكن تحقيقه إلا بوجود أثناء القيادة في سرعة الضوء - وتسمى هذه الجسيمات دون كتلة أو مجرد عديمة الكتلة، منذ بقية كتلة صفرا، لذلك فإن الجزيئات الفريدة التي ليس لديها أي خيارات مماثلة في غير النسبية، الميكانيكا الكلاسيكية .

وهذا هو، قد تكون كتلة الجسيمات النسبية لبقية الصفر.

الجسيمات يمكن أن يسمى النسبية إذا الطاقة الحركية قد تكون قابلة للمقارنة مع الطاقة التي يعبر عنها بالمعادلة التالية.

تحدد هذه الصيغة حالة السرعة المطلوبة.

الطاقة من الجسيمات يمكن أيضا أن تكون أكثر من طاقتها الراحة - هذه تسمى ultrarelativistic.

لوصف حركة تلك الجزيئات المستخدمة في ميكانيكا الكم والكم عموما نظرية المجال لوصف أكثر اتساعا.

مظهر

هذه الجسيمات (النسبية وفائقة النسبية) موجودة في شكل طبيعي فقط في الإشعاع الكوني، وهذا هو الإشعاع، ومصدر الذي هو خارج طبيعة الكهرومغناطيسية للأرض. رجل، أنها يتم إنشاؤها بشكل مصطنع في المعجلات الخاصة - استخدامهم ك بضع عشرات من أنواع الجزيئات تم العثور على، ويتم تحديث هذه القائمة باستمرار. هذا الإعداد هو، على سبيل المثال، ومصادم هادرون الكبير، والذي هو في سويسرا.

الناشئة مع الإلكترونات β-تسوس قد تصل في بعض الأحيان أيضا بسرعة كافية من أجل توزيعها على فئة من النسبية. كما يمكن الحصول على النسبية كتلة الإلكترون على هذه الصيغ.

مفهوم الكتلة

الوزن ميكانيكا نيوتن لديها العديد من الخصائص الملزمة:

• قوة الجاذبية في الهيئات ينشأ بسبب وزنهم، وهذا هو، يعتمد بشكل مباشر على ذلك.
• لا تعتمد وزن الجسم على اختيار النظام المرجعي ولا يتغير عند تغيير موقفها.
• يتم قياس القصور الذاتي للجسم من وزنه.
• إذا تم تخزين الجسم في النظام الذي لم العمليات لا تحدث والتي هي مغلقة، وكتلته أن يكون تقريبا أي تغيير (باستثناء نقل الانتشار التي هي بطيئة جدا في المواد الصلبة).
• يتكون مركب كتلة الجسم من كتلة أجزائه الفردية.

مبدأ النسبية

• المبدأ غاليليو النسبية.

تمت صياغة هذا المبدأ للميكانيكيين غير النسبية، ويعبر عنه على النحو التالي: بغض النظر عن ما إذا كان النظام في الراحة، أو أنها تجعل أي حركة، جميع العمليات فيها المضي قدما بنفس الطريقة.

• مبدأ النسبية لأينشتاين.

ويستند هذا المبدأ على مبدأين:

1. مبدأ النسبية الجليل يستخدم في هذه الحالة. وهذا هو، أي شخص على الاطلاق مع كل قوانين الطبيعة تعمل بنفس الطريقة.
2. سرعة الضوء دائما ومطلقا في جميع الأطر المرجعية هي نفسها، بغض النظر عن سرعة الحركة من مصدر الضوء والشاشة (استقبال الضوء). لإثبات هذه الحقيقة، فإن عددا من التجارب، التي أكدت تماما تخمين الأولي.

كتلة في الميكانيكا النسبية ونيوتن

• وعلى النقيض من ميكانيكا نيوتن، في نظرية الكتلة النسبية لا يمكن أن يكون مقياسا لكمية المواد. وبالفعل يتم تحديد الكتلة النسبية بطريق أكثر شمولا، وترك من الممكن أن يفسر، على سبيل المثال، وجود جسيمات دون الشامل. في الميكانيكا النسبية، مع التركيز على الطاقة بدلا من كتلة - وهذا هو المحدد الرئيسي لأية هيئة أو الجسيمات الأولية، هو الطاقة أو العزم. دفعة من الممكن العثور على الصيغة التالية.

• ومع ذلك، فإن كتلة بقية من الجسيمات هي ميزة هامة جدا - قيمتها صغيرة جدا وعدد غير مستقرة، لذلك هي مناسبة لقياس بأقصى قدر من الدقة والسرعة. الطاقة بقية الجسيمات يمكن العثور عليها بواسطة الصيغة التالية.

• وبالمثل نظريات نيوتن في الوزن نظام معزول ثابتة، أي لا يتغير مع مرور الوقت. كما أنه لا تغيير والانتقال من CO واحد إلى آخر.
• ليست هناك اي مقياس القصور الذاتي للجسم متحرك.
• لم يتم تحديد الكتلة النسبية لجسم متحرك من تأثير قوى الجاذبية على ذلك.
• إذا وزن الجسم يساوي الصفر، فلا بد لها أن تتحرك في سرعة الضوء. والعكس ليس صحيحا - سرعة الضوء يمكن أن تصل ليس فقط الجسيمات عديمة الكتلة.
• مجموع الطاقة من الجسيمات النسبية ممكنة باستخدام التعبير التالي:

طبيعة جماعية

حتى وقت قريب، كان يعتقد العلم أن كتلة أي الجسيمات سببه طبيعة الكهرومغناطيسية، ولكن حتى الآن أصبح معروفا أنه بهذه الطريقة من الممكن أن يفسر سوى جزء صغير منه - هو الإسهام الرئيسي يأتي من طبيعة التفاعل القوي، والتي تنشأ من غلوونس. ومع ذلك، وهذه الطريقة لا يمكن تفسيره من قبل كتلة من اثني عشر الجسيمات، لم يتم توضيحها طبيعة التي.

زيادة الكتلة النسبية

ويمكن التعبير عن النتيجة من كل النظريات والقوانين المذكورة أعلاه بشكل واضح بما فيه الكفاية، على الرغم من وعملية مذهلة. إذا جسد واحد يتحرك بالنسبة لبعضها البعض مع أي سرعة، معالمها والهيئات داخل، إذا كان الجسم الأصلي هو تغيير النظام. وبطبيعة الحال، عند السرعات المنخفضة فإنه يكاد لا يكون ملحوظا، ولكن سوف يكون التأثير لا تزال موجودة.

يمكن للمرء أن أسوق مثالا بسيطا - فقرة أخرى من الزمن في الحركة في 60 كم / ساعة القطار. ثم يتم احتساب الصيغة التالية معامل الاختلاف من المعلمات.

وقد وصفت هذه الصيغة أيضا أعلاه. استبدال كافة البيانات الموجودة عليه (عندما ج ≈ 1 · 10 ⁹ كم / ساعة) مع النتائج التالية:

ومن الواضح أن التغيير هو صغير للغاية ولا يتغير أداء ساعات حتى أنه كان مرئيا.