高中物理竞赛 质能关系波粒二象性课件

这是一份高中物理竞赛 质能关系波粒二象性课件，共20页。PPT课件主要包含了质-速关系，1普遍性，2相对性，相对论动量，经典力学中动能为，相对论力学中是否有，由动能定理，相对论动能，低速mm0，质能关系等内容，欢迎下载使用。

考夫曼实验结果:电子的质量随速率变化
v << c 时, m(v) = m0  用牛顿力学描述;v  c 时, m   任意外力作用下, a  0  c 是极限速率.
质量具有相对性, 反映了物质本身的属性与其运动情况的关联.
在低速范围, 即经典力学的牛顿第二定律:
4.5.2 力和加速度的关系
4.5.3 相对论能量
相对论认为动能定理仍适用. 若取质点速率为零时动能为零. 则质点动能就是其从静止到以速率 v 运动的过程中, 合外力做的功.
高速, m = m(v)
质能关系: 反映质量与能量不可分割, 任何物体系统, 可以由质量或能量来表示其数量上的特征.
1) 静止能 E0=m0c2 表示物体静止时的总内能:
分子间相互作用势能分子运动动能原子间结合在一起的化学能原子核与电子结合在一起的电磁能原子核内基本粒子间的结合能
2) 质能关系统一了质量守恒定律和能量守恒定律.当质量发生变化m时, 能量也有相应变化E.
3) 质能关系是人类打开核能宝库的钥匙.
裂变r聚变, 质量亏损, 释放结合能.
应用: 原子弹, 氢弹, 核电站, 核动力
静止物体所含巨大能量不引人注意, 是因为没有能量向外释放.
3. 能量和动量的关系
例5-6. 计算核聚变中释放出的能量.
11H+ + n = 21H+
2g 氘 (1摩尔): 6.0221023个氘核
证: (1) 垂直方向动量守恒
(2) 水平方向动量守恒
例 5-7. 一个中性介子相对于观察者以速度v = kc 运动, 以后衰变为两个光子, 两光子的运动轨迹与介子原来的方向成相等的角度 . 试证明: (1) 两光子有相等的能量. (2) cs = k.
我国于 1958 年建成的首座重水反应堆
在建的广东阳江核电站效果图
1964年10月16日, 中国第一颗原子弹(核裂变)在新疆罗布泊戈壁荒漠爆炸成功, 中国迈进了原子核时代!
1967年6月17日, 中国第一颗氢弹爆炸成功
§ 4.4 几个经典佯谬
开枪 (x1, t1)
鸟落 (x2, t2)
则S系中时序会颠倒吗?
有因果关联的事件之间的信号速率
4.4.2 孪生子佯谬
设想一对年华正茂的孪生兄弟, 哥哥告别弟弟星际旅游, 归来时,哥哥仍是风度翩翩一少年, 而迎接他的胞弟却是白发苍苍一老翁了. 应了我国古代神话“天上一日, 人间一年”的说法.
但是运动是相对的, 从哥哥的角度看, 弟弟同样在旅行, 从而看到一个完全相反的结果.
应当说, 两个惯性系中的观察者得到的结论都是对的. 因为所有惯性系都是等价的.
然而整个星际旅行过程中存在加速度, 涉及非惯性系, 不能用狭义相对论, 而应该用广义相对论.
4.4.3 高速物体的视觉效应
物理世界奇遇记: 伽莫夫(苏)
能否真的见到此番光景?
汤普金森的依据: 静止在k系的几何图形, 在k'系中测量的形状.
答案: 看不到汤普金森所说的景象.
运动的尺子缩短, 并不能证明汤普金森将看到一个变扁的世界.
看到物体相对于它静止的形状略有转动.
尺缩效应的形象是物体上各点同一时刻在观察者所在参考系的位置记录, 可称为“测量形象”, 而不是物体产生的“视觉形象”.
我们看到 (或照相机拍摄)的形象, 是由物体上各点发出(或反射)的“同时到达”眼睛(或照相机)的光所组成, 而这些光并不一定自物体同时发出(或反射).