상대 론적 입자 질량

1905 년 Albert Einstein은 그의우리 주변 세계에 대한 과학의 개념을 다소 바꾼 상대성 이론. 그의 가정을 바탕으로 상대 론적 질량에 대한 공식이 얻어졌다.

특수 상대성 이론

요점은 시스템에서서로 상대적으로 이동하면 모든 프로세스가 다소 다르게 진행됩니다. 특히 이것은 예를 들어 속도가 증가함에 따라 질량이 증가하는 것으로 표현됩니다. 시스템의 속도가 빛의 속도보다 훨씬 낮은 경우 (υ << c = 3 10⁸ ), 이러한 변화는 실질적으로 눈에 띄지 않을 것입니다.0이되는 경향이 있기 때문입니다. 그러나 운동 속도가 빛의 속도에 가까우면 (예 : 1/10과 같음) 신체 질량, 길이 및 모든 과정의 시간과 같은 지표가 변경됩니다. 다음 공식을 사용하면 상대 론적 입자의 질량을 포함하여 움직이는 참조 프레임에서 이러한 값을 계산할 수 있습니다.

여기 내가₀, 미디엄₀ 그리고 t₀ 신체의 길이, 질량 및 고정 시스템에서의 과정 시간이며 υ는 물체의 이동 속도입니다.

아인슈타인의 이론에 따르면 어떤 신체도 빛의 속도보다 빠른 속도를 낼 수 없습니다.

나머지 질량

상대 론적 입자의 나머지 질량에 대한 질문속도에 따라 물체 나 입자의 질량이 변하기 시작할 때 상대성 이론에서 정확하게 발생합니다. 따라서 나머지 질량은 측정 순간에 (움직이지 않은 상태에서) 정지 상태로 유지되는 신체의 질량, 즉 속도가 0입니다.

상대 론적 체질량은 동작을 설명하는 주요 매개 변수 중 하나입니다.

준수 원칙

아인슈타인의 상대성 이론의 출현 이후수세기 동안 사용 된 뉴턴 역학의 일부 수정이 필요했는데, 이는 빛의 속도에 필적하는 속도로 움직이는 기준 프레임을 고려할 때 더 이상 사용할 수 없었습니다. 따라서 Lorentz 변환을 사용하여 모든 역학 방정식을 변경해야했습니다. 즉, 관성 기준 좌표계 사이의 전환 중 몸체 또는 점의 좌표와 프로세스 시간의 변화입니다. 이러한 변환에 대한 설명은 각 관성 기준 프레임에서 모든 물리 법칙이 동일한 방식으로 동일하게 작동한다는 사실을 기반으로합니다. 따라서 자연의 법칙은 기준 틀의 선택에 결코 의존하지 않습니다.

위에서 설명하고 문자 α라고하는 상대 론적 역학의 기본 계수는 Lorentz 변환에서 표현됩니다.

서신 자체의 원칙은 매우 간단합니다.특정 경우에 새로운 이론이 이전 이론과 동일한 결과를 제공 할 것이라고 제안합니다. 특히 상대 론적 역학에서 이것은 빛의 속도보다 훨씬 낮은 속도에서 고전 역학의 법칙이 사용된다는 사실에 반영됩니다.

상대 론적 입자

상대 론적 입자는 입자입니다빛의 속도와 비슷한 속도로 움직입니다. 그들의 운동은 특수 상대성 이론에 의해 설명됩니다. 빛의 속도로 움직일 때만 존재할 수있는 입자 그룹도 있습니다. 이들은 질량이없는 입자 또는 단순히 질량이없는 입자라고합니다. 비 상대주의적이고 고전적인 역학에는 유사한 변형이 없습니다 ...

즉, 상대 론적 입자의 나머지 질량은 0이 될 수 있습니다.

운동 에너지가 다음 공식으로 표현되는 에너지와 비교할 수있는 경우 입자는 상대 론적이라고 할 수 있습니다.

이 공식은 필요한 속도에 대한 조건을 결정합니다.

입자의 에너지는 나머지 에너지보다 클 수도 있습니다.이를 초 상대론이라고합니다.

이러한 입자의 움직임을 설명하기 위해 양자 역학은 일반적인 경우에 사용되며 양자 장 이론은 더 광범위한 설명을 위해 사용됩니다.

외관

이러한 입자 (상대 론적 및초 상대 론적) 그들의 자연적 형태는 우주 방사선, 즉 전자 기적 성질의 지구 외부에있는 방사선에만 존재합니다. 그들은 특수 가속기에서 인간에 의해 인위적으로 만들어졌습니다. 그들의 도움으로 수십 가지 유형의 입자가 발견 되었으며이 목록은 지속적으로 업데이트됩니다. 유사한 설치는 예를 들어 스위스에 위치한 대형 강 입자 충돌기입니다.

β- 붕괴에 나타나는 전자는 또한때로는 상대 주의자로 분류하기에 충분한 속도를 얻습니다. 전자의 상대 론적 질량은 표시된 공식을 사용하여 찾을 수도 있습니다.

질량의 개념

뉴턴 역학의 질량에는 몇 가지 필수 속성이 있습니다.

신체의 중력 인력은 질량으로 인해 발생합니다. 즉, 신체에 직접적으로 의존합니다.
체중은 기준 프레임의 선택에 의존하지 않으며 변경 될 때 변경되지 않습니다.
신체의 관성은 질량으로 측정됩니다.
신체가 그렇지 않은 시스템에있는 경우어떤 과정도 일어나지 않고 닫히면 그 질량은 실질적으로 변하지 않을 것입니다 (고체에서 매우 느리게 발생하는 확산 전달 제외).
복합체의 질량은 개별 부품의 질량으로 구성됩니다.

상대성 이론

갈릴레오의 상대성 이론.

이 원칙은 다음을 위해 공식화되었습니다.비 상대 론적 역학이며 다음과 같이 표현됩니다. 시스템이 휴식 상태에 있든 어떤 동작을 수행하든 관계없이 시스템의 모든 프로세스는 동일한 방식으로 진행됩니다.

아인슈타인의 상대성 원리.

이 원칙은 다음 두 가지 가정을 기반으로합니다.

갈릴레오의 상대성 원리도이 경우에 사용됩니다. 즉, 모든 CO에서 절대적으로 모든 자연 법칙은 동일한 방식으로 작동합니다.
빛의 속도는 절대적으로 항상참조 프레임은 광원과 화면 (수 광기)의 이동 속도에 관계없이 동일합니다. 이 사실을 증명하기 위해 여러 실험이 수행되어 초기 추측을 완전히 확인했습니다.

상대 론적 및 뉴턴 역학의 질량

뉴턴 역학과는 달리 상대 론적이론적으로 질량은 물질의 양을 측정 할 수 없습니다. 그리고 상대 론적 질량 자체는 좀 더 광범위한 방법으로 결정되며, 예를 들어 질량이없는 입자의 존재를 설명 할 수 있습니다. 상대 론적 역학에서 질량보다는 에너지에 특별한주의를 기울입니다. 즉, 신체 또는 기본 입자를 결정하는 주요 요소는 에너지 또는 운동량입니다. 운동량은 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

그러나이 경우 입자의 나머지 질량은매우 중요한 특성-그 값은 매우 작고 불안정한 숫자이므로 최대 속도와 정확도로 측정됩니다. 입자의 나머지 에너지는 다음 공식으로 구할 수 있습니다.

뉴턴의 이론과 유사하게, 고립 된 시스템에서 체질량은 일정합니다. 즉, 시간이 지나도 변하지 않습니다. 하나의 CO에서 다른 CO로 이동할 때도 변경되지 않습니다.
움직이는 물체의 관성에 대한 측정은 전혀 없습니다.
움직이는 물체의 상대 론적 질량은 그에 대한 중력의 작용에 의해 결정되지 않습니다.
물체의 질량이 0이면 반드시 빛의 속도로 움직여야합니다. 반대 말은 사실이 아닙니다. 질량이없는 입자 만이 빛의 속도에 도달 할 수 있습니다.
상대 론적 입자의 총 에너지는 다음 식을 사용하여 가능합니다.

질량의 본질

과학에서 얼마 전까지는모든 입자의 질량은 전자 기적 특성에 기인하지만,이 방법으로 작은 부분 만 설명 할 수 있다는 것이 알려졌습니다. 주된 기여는 글루온에서 발생하는 강한 상호 작용의 특성 때문입니다. . 그러나이 방법은 그 성질이 아직 명확하지 않은 12 개의 입자의 질량을 설명 할 수 없습니다.

상대 주의적 질량 증가

위에서 설명한 모든 정리와 법칙의 결과놀랍지 만 상당히 이해할 수있는 과정으로 표현 될 수 있습니다. 한 몸체가 다른 몸체에 대해 어떤 속도로든 상대적으로 움직이면 원래 몸체가 시스템이면 내부 몸체의 매개 변수와 매개 변수가 변경됩니다. 물론 저속에서는 거의 눈에 띄지 않지만이 효과는 여전히 존재합니다.

간단한 예를들 수 있습니다. 60km / h의 속도로 움직이는 기차의 또 다른 만료 시간입니다. 그런 다음 매개 변수 변경 계수는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.