ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ МАССЫ И ЭНЕРГИИ.

Приращение кинетической энергии точки на элементарном перемещении равно работе силы на этом перемещении:

dW = dA = Fdr. (9.34).

Учитывая, что dr = vdt, получим

dW= d[m₀v/(Ö1 - v²/c²)]vdt = v d[m₀v/(Ö1 - v²/c²)]. (9.35).

Преобразовав данное выражение получим

dW = d[m₀c²/(Ö1 - v²/c²)] = c²dm, (9.36).

т.е. приращение кинетической энергии частицы пропорционально приращению ее массы. Так как кинетическая энергия покоящейся частицы равна нулю, а ее масса равна массе покоя m₀, то, проинтегрировав, получим

W = (m - m₀)c², (9.37).

или кинетическая энергия релятивистской частицы имеет вид

W = m₀c²[1/(Ö1 - v²/c²) - 1]. (9.38).

Это выражение при малых скоростях переходит в классическое

W = m₀v²/2. (9.39).

Эйнштейн обобщил эти положения, предположив, что оно справедливо не только для кинетической энергии материальной точки, но и для полной энергии, а именно любое изменение массы Dm сопровождается изменением полной энергии материальной точки, DE = c²Dm. (9.40).

Эйнштейн пришел к универсальной зависимости между полной энергией тела и его массой E = mc² = m₀c²/(Ö1 - v²/c²). (9.41).

Это уравнение выражает фундаментальный закон природы — закон взаимосвязи массы и энергии: полная энергия системы равна произведению ее массы на квадрат скорости в вакууме. В силу однородности времени в релятивистской механике, как и в классической, выполняется закон сохранения энергии: полная энергия замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени. Релятивистское соотношение между полной энергией и импульсом частицы: E² = m²c⁴ = m₀²c⁴ + p²c². (9.42).

Отсюда следует, что покоящееся тело обладает энергией E = m₀c². (9.43).

Классическая механика не учитывает эту энергию. Уравнение E = mc², имеет универсальный характер и применимо ко всем формам энергии.

Энергия связи любой системы равна работе, которую необходимо затратить, чтобы разложить эту систему на составные части. Основной вывод теории относительности сводится к тому, что пространство и время органически взаимосвязаны и образуют единую форму существования материи — пространство - время.

9.12. D:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifD:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifОПЫТ МАЙКЕЛЬСОНА-МОРЛИ.

В одно из плеч интерферометра Майкельсона устанавливалось параллельно направлению орбитальной скорости Земли (v = 30 км/с). Затем прибор поворачивался на 90°, и второе плечо оказывалось ориентированным по направлению орбитальной скорости. Расчеты показывали, что если бы неподвижный эфир существовал, то при повороте прибора интерференционные полосы должны были сместиться на расстояние, пропорциональное (v/c)². Следовательно, для света не существует избранной (абсолютной) системы отсчета. Движение Земли по орбите не оказывает влияния на оптические явления на Земле. Из теории Максвелла следовало, что скорость распространения электромагнитных волн в любой инерциальной системе отсчета имеет одно и то же значение, равное скорости света в вакууме. Отсюда следует, что уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн, не инвариантны относительно преобразований Галилея.

Рис. 75. Упрощенная схема интерференционного опыта Майкельсона–Морли..v - орбитальная скорость Земли.

В одно из плеч интерферометра Майкельсона устанавливалось параллельно направлению орбитальной скорости Земли (v = 30 км/с). Затем прибор поворачивался на 90°, и второе плечо оказывалось ориентированным по направлению орбитальной скорости. Расчеты показывали, что если бы неподвижный эфир существовал, то при повороте прибора интерференционные полосы должны были сместиться на расстояние, пропорциональное (v/c)². Следовательно, для света не существует избранной (абсолютной) системы отсчета. Движение Земли по орбите не оказывает влияния на оптические явления на Земле. Из теории Максвелла следовало, что скорость распространения электромагнитных волн в любой инерциальной системе отсчета имеет одно и то же значение, равное скорости света в вакууме. Отсюда следует, что уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн, не инвариантны относительно преобразований Галилея.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: