S4狭义相对论动力学基础·问题的提出:动力学涉及物体运动状态变化及其原因间的关系。1) 2)在经典力学中涉及的力、质量、动量、能量、角动量3)及其服从的物理规律,在高速运动下是否可以沿用2)根据相对性原理,3)物理规律的数学形式应对一切惯性系相同,4)在高速运动情况下的动力学理论如何满足这一要求?质量守恒定律、动量定理与动量守恒定律、动能定理与能量守恒定律3)高速运动时动力学与牛顿力学的关系?
§4 狭义相对论动力学基础 •问题的提出: 1) 动力学涉及物体运动状态变化及其原因间的关系。 2) 在经典力学中涉及的力、质量、动量、能量、角动 量 3) 及其服从的物理规律,在高速运动下是否可以沿用 2) 根据相对性原理, ? 3) 物理规律的数学形式应对一切惯性系相同, 4) 在高速运动情况下的动力学理论如何满足这一要求 ? 质量守恒定律、动量定理与动量守恒定律、 动能定理与能量守恒定律. 3) 高速运动时动力学与牛顿力学的关系?
狭义相对论的质量和动量VP=mv在牛顿力学里质量与速率的关系:S'uYSMX'0'X0的粒子,设在S系,有一质量为M白粒子原来静止于原点0
O S X Y S ′ O′ X ′ Y′ 设在S ′系,有一质量为M 的粒子, 粒子原来静止于原点O′, M 一. 狭义相对论的质量和动量 在牛顿力学里 质量与速率的关系:
S'Y!VuYu1SABMmmBX'0'X0分裂完全相同的两半A和B在S'系:动量守恒定律:A和B速率:大小相等为u,方向相反在S 系:-u+uV=0A 和 B的速率:VA和VBAu1+(-u)洛仑兹速度逆变换2uu+uveuVBA静止,B以V沿x1Duxu轴正方向运动1+1+u1+VS22C
A B mA mB 分裂完全相同的两半A 和B 动量守恒定律:A和B速率:大小相等为u,方向相反。 O S X Y S ′ O′ X ′ Y′ M A 和 B 的速率:vA 和 vB 在S 系: 洛仑兹速度逆变换 在S′系: A静止,B以VB沿x 轴正方向运动
S'Y!vuVuSABMmAmBX'0'X02u=0V在S系中观察:VB2u1+2C粒子分裂前的动量为MumAVA+mB'B粒子分裂为两部分后的动量为2k根据动量守恒Mu=mAVA+mVB=mB'B=mB2u1+S系:粒子在分裂前后质量守恒M=mA+mB2c2mB2mB牛顿力学:2mB+mBmAmA=mB1+1+2
在S 系中观察: 粒子分裂前的动量为 粒子分裂为两部分后的动量为 根据动量守恒 A B mA mB O S X Y S ′ O′ X ′ Y′ M S 系:粒子在分裂前后质量守恒 牛顿力学: ?
由式2mB2ma +mB2)(m +mβ) = 2mb+uT1+mB(1-(1m→=C2uC2解得:uu1二1+2CBmo此式表明:mB在S系:m和m有了差别。福在S系中观察,A静止,A的质量叫静止质量,moB的静止质量也为m0
由式 此式表明: 在S 系: mA 和 mB 有了差别。 在S 系中观察,A 静止,A 的质量叫静止质量,m0 B 的静止质量也为m0