جرم ذرات نسبیتی

در سال 1905، آلبرت اینشتین نظریه نسبیت، که کمی تغییر این ایده از علم به جهان منتشر شده است. بر اساس فرضیات او فرمول جرم نسبیتی به دست آمد.

نظریه نسبیت خاص

کل اسانس در این واقعیت است که در سیستم های در حال حرکت نسبت به یکدیگر، هر یک از بسیاری از فرآیندهای را در راه های مختلف نهفته است. به طور خاص، آن بیان شده است، برای مثال، افزایش وزن با افزایش سرعت. اگر سرعت حرکت از سیستم بسیار کمتر از سرعت نور (υ << ج = 3 × 10 ^8)، این تغییرات به تقریبا نمی تواند قابل توجه، چرا که آنها به صفر تمایل خواهد شد. با این حال اگر سرعت خودرو نزدیک به سرعت نور (به عنوان مثال، به یک دهم آن را برابر)، سپس عواملی مانند وزن، طول و زمان از هر گونه تغییر روند. با کمک فرمول زیر ممکن است این ارزش ها در یک قاب در حال حرکت از مرجع محاسبه، از جمله - جرم یک ذره نسبیتی.

که در آن L _0، متر ₀ و t ₀ - طول بدن، جرم و روند در یک سیستم ثابت، و υ - سرعت جسم است.

با توجه به نظریه ی اینشتین، هیچ یک از بدن است قادر به رسیدن به سرعت بیشتر از سرعت نور است.

جرم سکون

Q جرم سکون ذرات نسبیتی یعنی در نظریه نسبیت رخ می دهد، زمانی که وزن بدن و یا ذرات شروع، بسته به سرعت تغییر کند. بر این اساس، بقیه توده وزن بدن نامیده می شود، که در زمان اندازه گیری در حالت استراحت موجود (در صورت عدم وجود حرکت)، به عنوان مثال سرعت آن صفر است.

وزن بدن نسبیتی یکی از پارامترهای اصلی در شرح حرکت است.

اصل تطبیق

پس از ظاهر نظریه اینشتین نیاز به برخی از نسخه مورد استفاده برای چندین قرن مکانیک نیوتنی، که نمی تواند که با توجه به چارچوبهای مرجعی، در حال حرکت با سرعت قابل مقایسه با سرعت نور استفاده می شود. بنابراین، تمام آن را در زمان برای تغییر معادلات پویا با استفاده از تبدیلات لورنتس - تغییر بدن از مختصات و یا یک نقطه و زمانی که روند انتقال بین سیستم های مرجع لخت. شرح تبدیل داده بر اساس این واقعیت که در هر چارچوب لخت تمام قوانین کار فیزیک به همان اندازه و منصفانه. بنابراین، قوانین طبیعت به هیچ وجه نه در انتخاب سیستم مرجع بستگی دارد.

از ضریب تبدیل لورنتس و آن است که توسط مکانیک پایه نسبیتی بیان می شود، همانطور که در بالا شرح داده شده و به نام با نامه α است.

اصل تطبیق اندازه کافی ساده است - او می گوید که هر نظریه جدید در هر مورد خاص خاص نتیجه همان خواهد شد عنوان یکی از قبلی است. به طور خاص، در مکانیک نسبیتی آن است که توسط این واقعیت است که در سرعت های که بسیار پایین تر از سرعت نور، قوانین مکانیک کلاسیک استفاده می شود منعکس می شوند.

ذرات نسبیتی

ذرات نسبیتی است یک ذره که با سرعت قابل مقایسه با سرعت نور حرکت می کند گفته می شود. حرکت آنها توسط نسبیت خاص است. این هم وجود دارد گروه از ذرات که وجود تنها ممکن است در هنگام رانندگی در سرعت نور - این ذرات بدون جرم و یا فقط بدون جرم نامیده می شود، از بقیه جرم صفر است، پس از آن ذرات منحصر به فرد که هیچ گزینه مشابه در غیر نسبیتی، مکانیک کلاسیک نمی باشد .

این است که، جرم یک ذره نسبیتی بقیه ممکن است صفر باشد.

ذرات می توان نسبیتی نامیده می شود اگر انرژی جنبشی آن ممکن است قابل مقایسه به انرژی است که توسط فرمول زیر بیان شده است.

این فرمول وضعیت سرعت مورد نیاز را تعیین میکند.

انرژی ذرات همچنین می توانید بیش از انرژی بقیه آن باشد - این نام ultrarelativistic.

برای توصیف جنبش چنین ذرات را در مکانیک کوانتومی و به طور کلی نظریه میدان برای شرح گسترده استفاده می شود.

ظاهر

چنین ذراتی (نسبیتی و فوق العاده نسبیتی) به شکل طبیعی تنها در اشعه کیهانی وجود داشته باشد، که تابش، منبع که است که خارج از ماهیت الکترومغناطیسی زمین است. مرد، آنها مصنوعی در شتاب دهنده های ویژه را ایجاد می کند - با استفاده از آنها را به عنوان چند نوع دوجین از ذرات یافت شده است، و این لیست به طور مداوم به روز شد. چنین تنظیم است، برای مثال، برخورددهنده بزرگ هادرون، که در سوئیس.

در حال ظهور با الکترون β-پوسیدگی ممکن است گاهی اوقات با سرعت کافی به منظور به آنها اختصاص به یک کلاس از نسبیتی برسد. جرم الکترون نسبیتی همچنین می توانید در این فرمول یافت می شود.

مفهوم جرم

وزن مکانیک نیوتنی خواص متعددی است الزام آور:

• کشش جاذبه ای بدن پدیدار می شود که از وزن خود را، که شده است، به طور مستقیم بر روی آن بستگی دارد.
• وزن بدن آیا در انتخاب سیستم مرجع بستگی ندارد و تغییر نمی کند زمانی که تغییر آن است.
• اینرسی یک بدن توسط وزن خود را اندازه گیری کرد.
• اگر بدن در یک سیستم ذخیره می شود که در آن هیچ فرایند رخ نمی دهد و که بسته است، جرم آن خواهد بود هیچ تغییری (به جز انتقال نفوذ که در جامدات بسیار کند است).
• توده بدن کامپوزیت متشکل از جمعی از قطعات منحصر به فرد آن است.

اصل نسبیت

• اصل گالیله نسبیت.

این اصل برای مکانیک غیر نسبیتی فرموله شده بود، و به صورت زیر بیان می شود: صرف نظر از اینکه سیستم در حال استراحت است، و یا آنها را به هر گونه حرکت، تمام مراحل در آنها ادامه همان شیوه.

• اصل نسبیت انیشتین.

این اصل بر دو اصل استوار است:

1. اصل نسبیت گالیله است در این مورد استفاده می شود. این است که، هر کسی با کاملا تمام قوانین طبیعت به همان شیوه کار.
2. سرعت نور همیشه و کاملا در تمام چارچوبهای مرجع یکسان است، صرف نظر از سرعت حرکت منبع نور و صفحه نمایش (گیرنده نور). برای اثبات این واقعیت، تعدادی از آزمایش، که به طور کامل حدس اولیه را تایید کرد.

جرم در مکانیک نسبیتی و نیوتنی

• در مقابل به مکانیک نیوتنی، در نظریه جرم نسبیتی را نمی توان به اندازه گیری میزان مواد باشد. و در واقع جرم نسبیتی است که توسط یک راه گسترده تر تعیین می کند، و آن را ممکن است به توضیح دهد، به عنوان مثال، وجود ذرات بدون جرم. در مکانیک نسبیتی، تمرکز بر انرژی به جای توده - که عامل تعیین کننده اصلی هر بدن و یا ذرات بنیادی است، انرژی یا تکانه آن است. ضربه ممکن است برای پیدا کردن فرمول زیر است.

• با این حال، جرم سکون ذره یکی از ویژگی های بسیار مهم است - ارزش خود را بسیار کوچک است و تعداد ناپایدار است، بنابراین مناسب برای اندازه گیری با حداکثر دقت و سرعت می باشد. بقیه ذرات انرژی را می توان از فرمول زیر پیدا شده است.

• به طور مشابه نظریه نیوتن در وزن سیستم ایزوله ثابت است، به عنوان مثال، با گذشت زمان تغییر نمی کند. همچنین آن را تغییر نمی کند و انتقال از یک شرکت را به دیگری.
• مطلقا هیچ اندازه گیری اینرسی از بدن در حال حرکت وجود دارد.
• جرم نسبیتی یک بدن در حال حرکت است تاثیر نیروهای گرانشی بر روی آن مشخص نشده است.
• اگر وزن بدن برابر با صفر است، آن را به حرکت در سرعت نور است. عکس این موضوع صادق نیست - از سرعت نور می تواند نه تنها ذرات بدون جرم برسد.
• کل انرژی از ذرات نسبیتی با استفاده از عبارت زیر امکان پذیر است:

ماهیت جرم

تا همین اواخر، علم تصور می شد که جرم هر ذره به وسیله ماهیت الکترومغناطیسی ایجاد می شود، اما تا به امروز آن را شناخته شده است که در این روش ممکن است برای توضیح تنها بخش کوچکی از آن شد - است که سهم اصلی می آید از ماهیت تعامل قوی، ناشی از گلوئونها. اما، این روش را نمی توان توسط جمعی از یک دوجین ذرات توضیح داد، که ماهیت آن هنوز مشخص نشده است.

افزایش توده نسبیتی

در نتیجه از همه قضایا و قوانین بالا توضیح داده می تواند بیان شود که به وضوح کافی، هر چند، و روند شگفت انگیز است. اگر یک بدن در حال حرکت است نسبت به یکدیگر با هر سرعت، پارامترهای آن و اجساد داخل، اگر بدن اصلی تغییر سیستم است. البته، در سرعت های پایین آن است که تقریبا نمی تواند قابل توجه است، اما اثر هنوز هم حضور خواهد داشت.

یکی دیگر از تصویب از زمان در حال حرکت با سرعت 60 کیلومتر / ساعت قطار - فرد می تواند یک مثال ساده استناد. سپس از فرمول زیر ضریب تغییرات پارامترهای محاسبه شده است.

این فرمول را می در بالا شرح داده شد. جایگزینی تمام داده ها در آن (زمانی که ج ≈ 1 × 10 ⁹ کیلومتر / ساعت) با نتایج زیر:

بدیهی است، تغییر بسیار کوچک است و عملکرد ساعت را تغییر دهید به طوری که آن قابل مشاهده بود.