Momentum és energia relativisztikus mechanika

A törvény lendületmegmaradás - az egyik alapvető természeti törvények, amely tükrözi a homogenitás helyet. Azonban, hogy ez legyen invariáns a Lorentz-transzformáció, a kifejezés a lendület a test helyesbíteni kell.

A megfelelő impulzust a relativisztikus mechanika expresszió elő Einstein

A tapasztalat azt mutatja, hogy az így meghatározott impulzus alapvető sajátságait klasszikus mechanika pulzusát. Ez alatt az egy zárt rendszerben a testek, és a változások mértéke egyenlő az erő a testre ható. Következésképpen a relativisztikus kifejezése Newton második törvénye a formája

Most így a kifejezés a kinetikus energia relativisztikus mechanika. Elemi növekménye a kinetikus energia egyenlő kifejtett erő a test idő alatt. azaz

ahol határozza meg (9,15).

Miután megfelelő átalakítási integrálása után kapjuk

Könnyen azt mutatják, hogy az általános képletű (9,18) alakítjuk a klasszikus képlet a kinetikus energia.

A törvény az energiamegmaradás relativisztikus mechanika invariáns, ha a szabad részecske, amellett, hogy a kinetikus energia tulajdonított további energia egyenlő

Ez az energia a belső energia a test és az úgynevezett nyugalmi energiája. Az összes energia relativisztikus mechanika összegét jelenti a kinetikus energia és a többi energiát a szervezetben. Összhangban (9,18) egyenlő a teljes energia

Megoldása (9.16) és (9.20) rendszer két egyenlet, megkapjuk a kifejezést a teljes impulzus energiát test

Ebből az egyenletből következik, hogy

Ezért változik, hanem változatlan marad kifejezést (9,22), amikor az egyik keret a másikra az összes energia és lendület.

Nézzük két fontos következménnyel jár ilyen kapcsolatok.

A kapcsolat a tömeg és az energia. Szerint (9,19) bármilyen változás testtömeg módosítások kíséretében nyugalmi energia;

Ez a megállapítás az úgynevezett összefüggés a tömeg és az energia.

Egymáshoz a tömeg és az energia vezet az a tény, hogy a teljes tömege kölcsönható részecskék nem tartják meg. Tekintsük a következő példát. Legyen a két részecske tömegét. mozgó egymás felé, azonos sebességgel megy rugalmatlan ütközés. A törvény az energiamegmaradás az következik, hogy

ahol - a szemcsék tömege képződik.

Így, a súlya a kapott részecskék nagyobbak, mint a tömegek összege a prekurzor részecskék. A súlynövekedést annak a ténynek köszönhető, hogy a kinetikus energia átalakul ekvivalens mennyiségű többi energia, ami a súlygyarapodás. A bomlás a részecske nyugalmi pár részecskék, ott van a ellenkező jelenség.

Részecskék nulla tömegű. Newtoni mechanika nem teszi lehetővé a részecskék létezése nulla tömegű. A törvények a relativisztikus mechanika nincsenek összhangban az ilyen részecskék.

Formulák (9,16) és a (9.20), hogy a részecske nyugalmi tömege energia, és lehet egy impulzust csak akkor, ha mozog a fény sebessége. Ebben az esetben mindkét képlet formájában 0/0, ami nem jelenti azt, azonban a bizonytalanság energia és az impulzus egy ilyen részecske. Szerint (19) a köztük lévő kapcsolatot fejezi ki a kapcsolatban

Között ilyen részecskék tartoznak foton. A mozgás a fény sebessége, ez az egyetlen állam, ahol ezek a részecskék létezhetnek. Leállítása egy ilyen részecske azonos annak eltűnése.