Massa partikel relativistik

Pada tahun 1905, Albert Einstein menerbitkan teori relativitas, yang sedikit berubah gagasan ilmu dunia. Berdasarkan asumsi-nya massa rumus relativistik diperoleh.

teori relativitas khusus

Seluruh esensi terletak pada kenyataan bahwa dalam sistem bergerak relatif satu sama lain, salah satu dari beberapa proses berlangsung dengan cara yang berbeda. Secara khusus, hal itu diungkapkan, misalnya, kenaikan berat badan dengan meningkatkan kecepatan. Jika kecepatan gerak dari sistem ini jauh lebih sedikit daripada kecepatan cahaya (υ << c = 3 × 10 ^8), perubahan ini hampir tidak terlihat, karena mereka akan cenderung nol. Namun, jika kecepatan kendaraan mendekati kecepatan cahaya (misalnya, sama dengan sepersepuluh dari itu), maka faktor-faktor seperti berat badan, panjang dan waktu perubahan proses. Dengan bantuan rumus berikut mungkin menghitung nilai-nilai ini dalam kerangka bergerak acuan, termasuk - massa partikel relativistik.

Dimana l _0, m ₀ dan t ₀ - panjang tubuh, massa dan proses dalam sistem stasioner, dan υ - kecepatan objek.

Menurut teori Einstein, tidak ada tubuh tidak mampu mencapai kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya.

massa diam

Q massa diam relativistik partikel terjadi yaitu dalam teori relativitas, ketika berat badan atau partikel mulai berubah tergantung pada kecepatan. Dengan demikian, sisa massa disebut berat badan, yang terkandung dalam saat pengukuran saat istirahat (tanpa adanya gerak), yaitu kecepatannya adalah nol.

berat badan relativistik adalah salah satu parameter utama dalam deskripsi gerak.

prinsip pencocokan

Setelah penampilan teori Einstein membutuhkan beberapa revisi digunakan selama beberapa abad mekanika Newton, yang tidak bisa digunakan ketika mempertimbangkan kerangka acuan, bergerak dengan kecepatan sebanding dengan kecepatan cahaya. Oleh karena itu, semua yang diperlukan untuk mengubah persamaan dinamis menggunakan transformasi Lorentz - mengubah tubuh koordinat atau titik dan waktu ketika proses transisi antara sistem referensi inertial. Deskripsi transformasi data berdasarkan fakta bahwa dalam setiap kerangka inersia semua hukum pekerjaan fisika sama dan adil. Dengan demikian, hukum alam tidak dengan cara apapun tergantung pada pilihan sistem rujukan.

Dari koefisien transformasi Lorentz dan dinyatakan oleh mekanik relativistik dasar, seperti dijelaskan di atas dan bernama dengan huruf α.

Prinsip pencocokan cukup sederhana - ia mengatakan bahwa setiap teori baru dalam kasus tertentu tertentu akan memberikan hasil yang sama seperti sebelumnya. Secara khusus, dalam mekanika relativistik itu tercermin dari fakta bahwa pada kecepatan yang jauh lebih rendah daripada kecepatan cahaya, hukum mekanika klasik yang digunakan.

partikel relativistik

partikel relativistik disebut partikel yang bergerak pada kecepatan yang sebanding dengan kecepatan cahaya. gerak mereka digambarkan oleh relativitas khusus. Bahkan ada sekelompok partikel yang keberadaannya hanya mungkin saat mengemudi pada kecepatan cahaya - ini disebut partikel tanpa massa atau hanya tak bermassa seperti saat istirahat, massa mereka adalah sama dengan nol, sehingga partikel unik yang tidak memiliki pilihan yang sama setiap di non-relativistik, mekanika klasik .

Yaitu, massa partikel relativistik istirahat mungkin nol.

Partikel bisa disebut relativistik jika energi kinetik yang mungkin sebanding dengan energi yang dinyatakan dengan rumus berikut.

Formula ini menentukan kondisi kecepatan yang diperlukan.

Energi dari partikel juga bisa lebih dari energi diamnya - ini disebut ultrarelativistic.

Untuk menggambarkan gerakan partikel tersebut digunakan dalam mekanika kuantum dan kuantum umumnya teori medan untuk deskripsi yang lebih luas.

penampilan

partikel seperti (relativistik dan ultra-relativistik) ada dalam bentuk alami hanya dalam radiasi kosmik, yaitu radiasi, sumber yang berada di luar alam elektromagnetik bumi. Man, mereka diciptakan secara artifisial di akselerator khusus - menggunakan mereka sebagai lusin jenis beberapa partikel telah ditemukan, dan daftar ini terus diperbarui. Pengaturan seperti ini, misalnya, Large Hadron Collider, yang di Swiss.

Muncul dengan elektron β-pembusukan juga kadang-kadang mencapai kecepatan yang cukup untuk menetapkan mereka untuk kelas relativistik. massa elektron relativistik juga dapat ditemukan pada formula ini.

Konsep massa

Berat mekanika Newton memiliki beberapa sifat mengikat:

• Daya tarik gravitasi tubuh timbul karena berat badan mereka, yaitu, langsung tergantung padanya.
• Berat badan tidak tergantung pada pilihan sistem referensi dan tidak berubah ketika perubahan nya.
• inersia tubuh diukur dengan berat.
• Jika tubuh disimpan dalam suatu sistem di mana tidak ada proses tidak terjadi dan yang ditutup, massa akan hampir tidak ada perubahan (kecuali untuk transfer difusi yang pada padatan sangat lambat).
• massa tubuh komposit terdiri dari massa bagian individu.

Prinsip relativitas

• Prinsip Galileo relativitas.

Prinsip ini dirumuskan untuk mekanik non-relativistik, dan dinyatakan sebagai berikut: terlepas dari apakah sistem ini saat istirahat, atau mereka membuat gerakan apapun, semua proses di dalamnya melanjutkan dengan cara yang sama.

• Prinsip relativitas Einstein.

Prinsip ini didasarkan pada dua prinsip:

1. Prinsip relativitas Galilea digunakan dalam kasus ini. Artinya, siapa pun dengan benar-benar semua hukum alam bekerja dengan cara yang sama.
2. Kecepatan cahaya selalu dan benar-benar di semua kerangka acuan adalah sama, terlepas dari kecepatan gerakan sumber cahaya dan layar (penerima cahaya). Untuk membuktikan fakta ini, sejumlah percobaan, yang benar-benar menegaskan menebak awal.

Massa dalam mekanika relativistik dan Newtonian

• Berbeda dengan mekanika Newton, dalam teori massa relativistik tidak bisa menjadi ukuran jumlah bahan. Dan memang massa relativistik ditentukan oleh cara yang lebih luas, meninggalkan memungkinkan untuk menjelaskan, misalnya, keberadaan partikel tanpa massa. Dalam mekanika relativistik, dengan fokus pada energi daripada massa - yang merupakan penentu utama dari setiap badan atau partikel elementer, adalah energi atau momentum. Impulse adalah mungkin untuk menemukan rumus berikut.

• Namun, massa diam partikel adalah fitur yang sangat penting - nilainya sangat kecil dan jumlah yang tidak stabil, sehingga cocok untuk pengukuran dengan akurasi dan kecepatan maksimum. Energi sisanya partikel dapat ditemukan dengan rumus berikut.

• Demikian pula Newton teori-teori dalam berat sistem yang terisolasi adalah konstan, yaitu, tidak berubah dengan waktu. Juga tidak mengubah dan transisi dari satu CO yang lain.
• Sama sekali tidak ada ukuran inersia dari tubuh bergerak.
• Massa relativistik dari sebuah benda yang bergerak tidak ditentukan oleh pengaruh gaya gravitasi di atasnya.
• Jika berat badan adalah sama dengan nol, itu harus bergerak pada kecepatan cahaya. sebaliknya adalah tidak benar - kecepatan cahaya dapat mencapai tidak hanya partikel tak bermassa.
• Energi total partikel relativistik adalah mungkin menggunakan ekspresi berikut:

Sifat massa

Sampai saat ini, ilmu pengetahuan dianggap bahwa massa partikel setiap disebabkan oleh alam elektromagnetik, namun sampai saat ini menjadi diketahui bahwa cara ini adalah mungkin untuk menjelaskan hanya sebagian kecil dari itu - merupakan kontribusi utama berasal dari sifat interaksi yang kuat, yang timbul dari gluon. Namun, metode ini tidak dapat dijelaskan oleh massa selusin partikel, sifat yang belum dijelaskan.

Peningkatan massa relativistik

Hasil dari semua teorema dan hukum yang dijelaskan di atas dapat dinyatakan cukup jelas, meskipun, dan proses menakjubkan. Jika satu tubuh bergerak relatif terhadap satu sama lain dengan kecepatan apapun, parameter dan badan-badan di dalam, jika tubuh asli adalah perubahan sistem. Tentu saja, pada kecepatan rendah itu hampir tidak terlihat, tetapi efeknya masih akan hadir.

Satu dapat menyebutkan contoh sederhana - bagian lain waktu dalam bergerak pada 60 km / jam kereta. Maka rumus berikut dihitung koefisien variasi dari parameter.

Formula ini juga dijelaskan di atas. Mengganti semua data di dalamnya (ketika c ≈ 1 x 10 ⁹ km / jam) dengan hasil sebagai berikut:

Jelas, perubahan itu sangat kecil dan tidak mengubah kinerja jam sehingga terlihat.