Relyativistlik dinamikaning asosiy qonunlari.
Lorens almashtirishlarigа asoslangan mexanikani Nyuton mexanikasidan farqlash
maqsadida relyativistlik mexanika deb ataydi.
Klassik mexanika bo’yicha jism massasi doimiy kattalik. Lekin ХХ asirning boshlarida
katta tezliklarda harakatlanuvchi elektronlar ustida bajarilgan tajribalar shuni ko’rsatdi, jism
massasi uning harakat tezligiga bog’lik ekan, ya’ni tezlik ortishi bilan massa quyidagi qonunga
muvofiq ortib boradi:
bunda m
0
– tinchlik holatidagi massa deb ataladi, m - bo’lsa relyativistlik massa deb ataladi. Jism
harakatining tezligi yorug’lik tezligiga yaqinlashgan sayin relyativistlik effect keskin ko’rina
boshlaydi va jism massasi juda tez ortib boradi.
da massaning qiymati cheksizlikka
intiladi. Jism zichligini ham ushbu formula orqali keltirib chiqarish mumkin.
bu yerda
hajmi,
jismning harakat yo’nalishiga perpendikulyar bo’lgan yuza.
m massali tezlikкa ega bo’lgan jismning impulsi
m
p
gа teng. Bu tenglikdagi m massa
о’rniga relyativistlik massa (10.5) qiymatin qo’ysak, Lorens almashtirishlarigа asoslangan
relyativistlik impuls quyidagicha aniqlandi:
Nyutonning II qonunini hisobga olsak, ta’sir etuvchi kuch impulsning o’zgarish tezligiga
proporsional bo’ladi. Ya’ni
Nyuton qonunining umumiy ko’rinishi relyativistlik shaklda quyidagicha anglatiladi:
Bu relyativistlik dinamikaning asosiy qonunining ifodasi bo’lib, ko’pincha moddiy
nuqtaning relyativistlik dinamikadagi harakat tenglamasi deb ham ataladi.
Massa, energiya va impuls orasidagi bog’liqlik.
Eynshteyn nisbiylik nazariyasining eng asosiy natijalaridan biri massa va energiya
orasidagi universal bog’lanish ifodasi:
(14.5) tenglama tabiatning asosiy (fundamental) qonuni deb ataladi. (14.5) ifodani qatorga
yoysak va
holati uchun ikkinchi tartibli summalarni etiborga olmasak quyidagi tenglikni
hosil qilamiz:
bunda
tinch holatdagi jism energiyasini,
harakatdagi jismning kinetik
energiyasini ifodalaydi. (15.5) ifodadagi
kattalik tinchlikdagi jism energiyasi deb ataladi. Klassik mexanikada tinchlikdagi jism energiyasi
hisobga olinmaydi, chunki
da jism energiyasi nolga teng bo’ladi.
Relyativistik kinetik energiya uchun quyidagi ifodani yozamiz
ni W bilan belgilab (17.5) ni quyidagi ko’rinishda yozamiz:
Bu tenglama Eynshteyn ochgan energiya va massaning o’zaro bog’lanish qonunin
anglatadi va jismning istalgan holatdagi to’liq relyativistlik energiyasi deb ataladi. (18.5)
tenglama o’z navbatida jism massasining o’zgarishi uning energiyasining o’zgarishi bilan
birgalikda yuz berishini ko’rsatadi.
Endi energiya bilan impuls orasidagi bog’lanishni aniqlaylik. Buning uchun relyativistlik
massa ifodasini (10.5) kvadratga oshirib, quyidagicha o’zgartirib yozamiz:
Bu ifodaning ikki tomonini
ga ko’paytirib, (12.5), (16.5) va (18.5) larni etiborga olsak
yoki
paydo bo’ladi. Bu nisbat to’liq energiya va impuls orasidagi bog’lanishni anglatadi.
(20.5)-dan кеlip chiqadigan xulosalardan biri shundan iborat, tinch holatda massaga ega
bo’lmaydigan neytrino va foton kabi zarrachalar va relyativistlik energiyagа ega bo’lishlari
mumkin ekan. m
0
=0 bo’lsa (20.5) quyidagi ko’rinishga keladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |