По предложение на релативистични електрони
Един електрон в магнитно поле
Помислете отново движението на електрон в постоянно магнитно поле. Ние очакваме, че движението на електрона описано по-горе и при ниска скорост ще съвпадне с това, което получаваме днес. При високи скорости, по-значителна роля т.нар релативистични корекции. Този проблем е от интерес не само за сравнение на нерелативистката и релативистични резултатите, но има чисто практическа стойност. Фактът, че растенията, ускоряване електрони до относителни скорости, обикновено се използват постоянно хомогенно магнитно поле, притежаващи електроните в кръгови орбити.
Експресията на силата, действаща върху движещ се електрон от магнитното поле, се получава по-рано:
Вторият закон на движение под формата на Нютон е
В този случай, на електрони се движи по кръгова орбита с ускорение Тъй като скоростта на електрони остава постоянна
(Скорост на линията се променя само), този случай е особено лесно за научни изследвания, тъй като стойността не се променя по време на движение.
В резултат на релативистичната закона на движение може да се запише като
Комбинирането на втория закон на Нютон за израза за силата, действаща на електроните от магнитното поле, ние получаваме
Следователно, ние откриваме силата на магнитното поле на необходимата за провеждане на частиците в радиус орбита
което може да се сравни с напрегнатостта на полето предварително определена в не-релативистично производството:
Тези напрежения различават с фактор
Значението на този резултат е, че в случай релативистично изисква по-голямо магнитно поле за задържане на частици с определен скорост на предварително определен радиус орбита. Този резултат не е трудно да се разбере. Когато се прилага и ускорение на електрона е равна на произведението на маса ускорение дава желания ефект. В случай на релативистично масата (или инерцията) на електрона нараства като скоростта му. Следователно, когато предварително определено ускорение, г. Д. Когато се прилага и се изисква голяма сила. Но тъй като силата е пропорционална на напрегнатост на магнитното поле B, ние виждаме, че в релативистичната случаят изисква по-голямо магнитно поле за задържане на частици с определен скорост при предварително определен радиус от орбита.
Това може да се счита, ако желаете, че разликата между релативистични и нерелативистката изрази се дължи изцяло на промяната в релативистичната електрон маса
увеличава с увеличаване на неговата скорост (фиг. 47).
Измерване на магнитното поле ограничава електрона при скорост в орбита с радиус дава незабавна представа за електронен инерция. Такива измервания са относително прости, и те се потвърди валидността на релативистично експресия (31,19), т. Е. показват, че електрон инерцията увеличава със скорост. Ние можем да стигнем по-далеч. При разработването на такива машини като synchrotrons ускоряване частици като електрони до скорости, близки до скоростта на светлината, е необходимо да се предопределят размерите на тези машини (свързани с частици орбита радиус) и напрежението се използва в тези магнитни полета. Ние трябва да решите колко метра меден проводник трябва да бъде прекратено, ток вълнуващо магнитно поле, за да премине на телта, как трябва да се купят много акра земя, и така нататък. D. Ако искате да се увеличи скоростта на електроните до предварително определено висока стойност и размер на машината е ограничена (не можете да си купите повече земя ), така че има максимален радиус на орбитата на частиците, необходими за това магнитно поле се определя от експресията
Фиг. 47. маса зависимост от скоростта.
Следователно е ясно, че практическите инженерни и икономически решения трябва да зависи в голяма степен от това какъв вид отношения са верни - релативистичната и нерелативистката. Хората, свързани с такива неща отдавна се убеждават, че истинската релативистичната израз, който определя силата на магнитното поле. Този извод е потвърден толкова много пъти, и с такова разнообразие от условия, които сега е загубил всичко което означава, че въпросът дали опитът на теорията на относителността проверени. Тя е толкова добре изпитани, която е станала част от всекидневния ни възприятия. Съотношение в резултат от теорията на относителността (като евклидова геометрия отношения) са се превърнали в неразделна част от нашето мислене и широко използван от инженери, ускорители дизайн на частиците, в тяхната практика. добре
Възможно е в бъдеще, по неизвестни причини, тези идеи са сега (като всеки друг) ще трябва да посочват. Но сега теорията на относителността е донесъл такава яснота в диапазона отчитане на явления, които, подобно на евклидовата геометрия в пространството, което заслужава титлата на "истинска".
пълна скорост
Сега помислете за поведението на една частица, която е постоянен хомогенна сила в дадена посока. От гледна точка на теорията на Нютон на тази частица ще изпитате постоянно ускорение, а скоростта му с течение на времето ще се увеличи за неопределено време. Релативистични уравнения могат да бъдат записани като
където релативистично импулс
В случай релативистично импулс и енергия на частиците се подлагат на действието на постоянна сила непрекъснато се увеличава. Скоростта на частиците не може да надвишава една.
За да покажете това, ние изразяваме уравнение (31.3) чрез пулса.
За дадена маса почивка и големи стойности на пулса, този израз може да бъде приблизително представени като
По този начин, в рамките на ограничението на безкрайно големи стойности пулс наближават, но никога не надвишава тази стойност.
Ако наистина оказват електрон постоянна сила (като в експеримента "максимална скорост" и след това се измерва скоростта (измерени, например интервала от време, през който на електрони мухи известно разстояние) и едновременно енергия, е възможно да се гарантира, че скоростта на частиците е отнасящ с енергия на импулса или не съгласно нютонов експресията
По този начин, ние имаме следната долния ред: въпреки факта, че инерцията и енергия на електрона непрекъснато увеличаване на скоростта му, т.е. разстоянието, изминато от електрона, ..
разделен със съответния период от време, се приближава постоянна величина - скоростта на светлината.
Фиг. 48 е схематична диаграма на апарата за определяне на максималната скорост на електрони [3].
Електроните се ускоряват по еднакъв поле в лявата част на инсталацията. Моментът на преминаването им през точките А и В се пресичат с осцилоскоп. По този начин се определя скоростта на електрони.
Тяхната кинетична енергия (която се превръща в топлина в контакт с целевите електрони) се определя чрез измерване на увеличаването на целевата температура.
Ако след това се построи графика на кинетичната енергия от него няма да съответства на съотношението
(Права линия на фиг. 49), и релативистично експресия
Свързани статии