Оптика. Специална теория на относителността
Раздел 14 от скоростта на светлината. ОСНОВИ специалната теория на относителността
14.8. Динамика на Специалната теория на относителността
Ние сме под внимание само пространствено-временни отношения, кинематиката на теорията на относителността. Сега да разгледаме релативистките динамика.
Степента на взаимодействие с друго тяло има силата. Телесното тегло се вписва като индивид е станал характеристика на тялото се измерва по инерция. Важна стъпка в развитието на механика е въвеждането на по-абстрактни понятия: инерцията (= М) на тялото и на кинетичната енергия (E = m υ 2/2).
Momentum и кинетична енергия - са две различни мерки на движение. Кинетичната енергия като скаларно количество характеризира движение количествено само като вектор импулс величина показва посоката на движение. Класически динамика се базира на втория закон на Нютон, който гласи, че промяната в инерция е пропорционална на действаща сила и се осъществява по посока на силата:
Освен това, съгласно опита, преходът от рамка K към рамката K 'движи спрямо K с постоянна скорост по посока на х (.. виж фигура 14.5), придружен от промяна на силовите компоненти чрез следните формули:
Nonconservation сила по време на прехода от една инерционна система към друга, поради факта, че дължините на сегментите в преместване посока и интервалите от които зависят промяна сила.
Алберт Айнщайн доказа, че вторият закон на Нютон (14.20) Лоренц-инвариантни трансформации, ако инерцията на тялото в инерциална референтна система определя, както следва:
където m - телесно тегло; - скорост на тялото в избраната референтна рамка; с - скоростта на светлината във вакуум.
Следователно, в относителни динамиката, като в нютонов инерция на материална точка е пропорционална на неговата маса m и в същата посока като скоростта на тази точка. Въпреки това, за разлика от нютонова динамика динамиката на материална точка е нелинейна функция на неговата скорост.
В този случай се приема, че масовото м не зависи от скоростта на точката на материал и по този начин е относително іnvarіantnoyu модели избор рамки. Ако срещу «в изразът (14,22) е почти равен на вас, че Това съвпада със стойността на инерцията на материална точка в Нютоновата механика. Импулс. изразен с формулата (14,22), понякога се нарича relyativіstskim инерция на точка на материал *.
Така в релативистично региона между тялото и честотата на импулсите вече не е пропорционална и има по-сложна зависимост който се експресира от формула (14,22).
вторият закон на Нютон в релативистичната форма е както следва:
От (14.22) ние виждаме, че всичко реална власт са крайно, и тяхното въздействие върху организма е ограничено във времето. Поради това, в съответствие с (14.23), те не могат да осигурят на организма с безкрайна скорост. Следователно, скоростта на тялото спрямо всяко инерционен референтен система не може да бъде равна на скоростта на светлината във вакуум, и по-малко от него.
Това твърдение е валидно за атоми, молекули, и всички елементарни частици с изключение на фотони, неутрино и antineutrinos маса ** е нула, така че скоростта им не може да бъде различна от скоростта на светлината във вакуум.
За разлика от Нютоновата механика сила. който действа на частицата не е инвариантен по отношение на инерционна избор референтната система. Правила за преобразуване сила компонент при преминаване от една инерционна референция система към друга може да бъде получена от състоянието на Лоренц инвариантен уравнение (14,23). При ниски скорости (υ «гр) уравнението (14,23) на практика съвпада с нютоновата динамиката на основния уравнение (2.7). Въпреки това, с увеличаване на материалните условия на своя пулс се увеличава по-бързо от скоростта на смяна на.
* Доскоро масово м обикновено се нарича масата на материалната точка почивка, и - релативистичната маса на тази точка. Съответно смята, че масата на материална точка зависи от неговата скорост.
** В момента внимателно проучихме възможността за ненулеви масите на неутрино и antineutrinos ценности.
Свързани статии