Разделы презентаций


Релятивистская механика презентация, доклад

Содержание

Ньютоновское выражение для импульсаВот это выражение надо сделать инвариантным. Это возможно если в него будут входить инвариантные величины. Основной закон релятивистской динамики материальной точки имеет вид

Слайды и текст этой презентации

Слайд 18.5. Релятивистская механика

8.5. Релятивистская механика

Слайд 2 Ньютоновское выражение для импульса

Вот это выражение надо

сделать инвариантным. Это возможно если в него будут входить инвариантные

величины. Основной закон релятивистской динамики материальной точки имеет вид

или


где




(8.5.1)

Ньютоновское выражение   для  импульсаВот это выражение надо сделать инвариантным. Это возможно если в него

Слайд 3

(8.5.2)
Это и есть релятивистское выражение для импульса.
Из (8.5.2) следует,

что никакое тело не может двигаться со скоростью большей или

даже равной скорости света (при
знаменатель стремится к нулю, тогда
что невозможно в силу закона сохранения импульса).
(8.5.2) Это и есть релятивистское выражение для импульса.	Из (8.5.2) следует, что никакое тело не может двигаться со

Слайд 50

С v
В силу

однородности пространства в релятивистской механике выполняется закон сохранения импульса: релятивистский импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени. Из этого закона следует закон сохранения релятивистской массы: полная релятивистская масса замкнутой системы при любых процессах, происходящих в ней, сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.
Анализ формул для массы, импульса и силы показывает, что, при скоростях, значительно меньших скорости света, m практически не отличается от m0 и может считаться постоянной, импульс а уравнение (8.5.1) переходит в основной закон классической механики. Следовательно, условием применимости законов классической механики является условие v << c.
0              С

Слайд 6Законы релятивистской и квантовой (изучает движение и взаимодействие микротел (микрочастиц))

механики являются более универсальными, поскольку они применимы к любым телам

и любым скоростям. Законы классической механики получаются как следствие теории относительности для предельного случая v << c (формально переход осуществляется при с → ∞). Таким образом, классическая механика – это механика макротел движущихся с малыми скоростями (по сравнению со скоростью света в вакууме).
Законы релятивистской и квантовой (изучает движение и взаимодействие микротел (микрочастиц)) механики являются более универсальными, поскольку они применимы

Слайд 7


8.5.2.Закон взаимосвязи массы и энергии
По определению

– импульс релятивист-ской частицы, а скорость изменения импульса



равна силе, действующей на частицу

Работа силы по перемещению частицы идет на увеличение энергии частицы:



8.5.2.Закон взаимосвязи массы и энергии   По определению   – импульс релятивист-ской частицы, а

Слайд 8
После интегрирования этого выражения получим релятивистское выражение для энергии частицы:
(8.5.3)







где Е – полная энергия.
Уравнение (8.5.3) выражает фундаментальный закон природы

- Закон взаимосвязи массы и энергии: полная энергия системы равна произведению ее полной релятивистской массы на квадрат скорости света в вакууме.



После интегрирования этого выражения получим релятивистское выражение для энергии частицы:(8.5.3) где Е – полная энергия.Уравнение (8.5.3) выражает

Слайд 9В 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.
Разложим выражение 8.5.3 в ряд и пренебрегая членами второго порядка малости (для v << c это правомерно), получим

где m0c2 – энергия связанная с покоящейся массой тела, а m0υ2/2 – кинетическая энергия движущегося тела.
Величина


(8.5.4)

называется – энергией покоя. Классическая механика энергию покоя не учитывает, считая, что при υ = 0 энергия покоящегося тела равна нулю.

В силу однородности времени в релятивистской механике, как и в классической, выполняется закон сохранения энергии: полная энергия

Слайд 10Релятивистское выражение для кинетической энергии тела имеет вид
Т =

Е – Е0 = mc2 – m0c2 =

Которое верно

для любых скоростей, а при v << c переходит в классическое: Т = m0υ2/2 = mυ 2/2 .
Из формул (8.5.3) и (8.5.2) найдём релятивистское соотношение между полной энергией и импульсом частицы:

Е2 = m2c4 = m04c4 + р2с2,
Е = √ m04c4 + р2с2.

(8.5.5)

Релятивистское выражение для кинетической энергии тела имеет вид Т = Е – Е0 = mc2 – m0c2

Слайд 138.6. Взаимосвязь массы и энергии покоя
Масса и энергия покоя связаны

соотношением:

(8.6.1)
из которого вытекает, что всякое

изменение массы Δm сопровождается изменением энергии покоя ΔE0.


Это утверждение носит название взаимосвязь массы и энергии покоя и стало символом современной физики.

8.6. Взаимосвязь массы и энергии покоя	Масса и энергия покоя связаны соотношением:	    (8.6.1) из которого

Слайд 14 Взаимосвязь между массой и энергией оценивалась А. Эйнштейном как самый

значительный вывод специальной теории относительности. По его выражению, масса должна

рассматриваться как «сосре-доточение колоссального количества энергии». При этом масса в теории относительности не является более сохраняющейся величиной, а зависит от выбора системы отсчета и характера взаимодействия между частицами.


Взаимосвязь между массой и энергией оценивалась А. Эйнштейном как самый значительный вывод специальной теории относительности. По его

Слайд 15Эйнштейна

имеем


Таким образом, собственная энергия в 3,1·108 раз превышает химическую энергию.
Из

этого примера видно, что если высвобождается лишь одна тысячная доля собственной энергии, то и это количество в миллионы раз больше того, что могут дать обычные источники энергии.

Определим энергию, содержащуюся в 1 г любого вещества, и сравним ее с химической энергией, получаемой при сгорании 1 г угля равной . Согласно уравнению

Эйнштейна          имеем	Таким образом, собственная энергия в 3,1·108 раз

Слайд 16 Пример: пусть две одинаковые по массе частицы m движутся с

одинаковыми по модулю скоростями навстречу друг другу и абсолютно неупруго

столкнутся.
До соударения полная энергия каждой

частицы Е равна:

Полная энергия образовавшейся частицы
(эта новая частица имеет скорость ). Из закона сохранения энергии:




При взаимодействии частиц суммарная масса взаимодействующих частиц не сохраняется.

Пример: пусть две одинаковые по массе частицы m движутся с одинаковыми по модулю скоростями навстречу друг другу

Слайд 17
откуда М равно:

(8.6.2)
Таким образом, сумма масс исходных частиц 2m,

меньше массы образовавшейся частицы М!
В этом примере, кинетическая энергия

частиц превратилась в эквивалентное количество энергии покоя, а это привело к возрастанию массы
откуда М равно:	(8.6.2) 	Таким образом, сумма масс исходных частиц 2m, меньше массы образовавшейся частицы М! 	В этом

Слайд 18
(это при отсутствии выделения энергии при соударении частиц).
Выражение «масса покоя»

можно употребить как синоним «энергия покоя».
Пусть система (ядро) состоит из

N частиц с массами m1, m2…mi. Ядро не будет распадаться на отдельные частицы, если они связаны друг с другом. Эту связь можно охарактеризовать энергией связи Eсв.
(это при отсутствии выделения энергии при соударении частиц).	Выражение «масса покоя» можно употребить как синоним «энергия покоя».Пусть система

Слайд 19 Энергия связи – энергия которую нужно затратить, чтобы разорвать связь

между частицами и разнести их на расстояние, при котором взаимодей-ствием

частиц друг с другом можно пренебречь:


(8.6.3)

где ΔМ – дефект массы.


Видно, что Есв будет положительна, если


Энергия связи – энергия которую нужно затратить, чтобы разорвать связь между частицами и разнести их на расстояние,

Слайд 20Недостаток, дефицит массы!

Недостаток, дефицит массы!

Слайд 21 Это и наблюдается на опыте.

При слиянии частиц энергия связи высвобождается (часто в виде электромагнитного

излучения).
Например, ядро U238 имеет энергию связи

Eсв = 2,9⋅10–10 Дж ≈1,8⋅109 эВ = 1,8 ГэВ.

Это и наблюдается на опыте.	   При слиянии частиц энергия связи высвобождается (часто

Слайд 22Недостающая масса превращается в эквивалентное количество энергии

Недостающая масса превращается в эквивалентное количество энергии

Слайд 23Ядерные реакции
Ядерной реакцией называется процесс взаимодействия атомного ядра с элемен-тарной

частицей или другим ядром, приводящий к преобразованию исходного ядра.

Например:

Это реакция взаимодействия протона с ядром лития. Реакция протекает с выделением энергии.

Ядерные реакции	Ядерной реакцией называется процесс взаимодействия атомного ядра с элемен-тарной частицей или другим ядром, приводящий к преобразованию

Слайд 24
В ядерной энергетике большой практический интерес имеют реакции с участием

нейтронов, в частности, реакция деления ядер


Реакция протекает

при захвате ядрами
медленных нейтронов.
Ядра иттрия и йода – это осколки деления. Ими могут быть и другие ядра.
В ядерной энергетике большой практический интерес имеют реакции с участием нейтронов, в частности, реакция деления ядер

Слайд 25 Характерно, что в каждом акте деления возникает 2 – 3

нейтрона, которые могут вызвать деление других ядер урана, причем, также

с испусканием нейтронов. В результате количество делящихся ядер стремительно нарастает. Возникает цепная ядерная реакция с выделением большого количества энергии.


Характерно, что в каждом акте деления возникает 2 – 3 нейтрона, которые могут вызвать деление других ядер

Слайд 26х
В процессе деления ядро изменяет форму − последовательно проходит через

следующие стадии : шар, эллипсоид, гантель, два грушевидных осколка, два

сферических осколка.
хВ процессе деления ядро изменяет форму − последовательно проходит через следующие стадии : шар, эллипсоид, гантель, два

Слайд 27х
При каждом делении вылетают 2 или 3 нейтрона

хПри каждом делении вылетают 2 или 3 нейтрона

Слайд 28 Его основные элементы: ядерное топливо, замедлитель нейтронов, теплоноситель для

отвода тепла и устройство для регулирования скорости реакции.

Устройство, в котором

поддержи-вается управляемая реакция деления атомных ядер, называется ядерным реактором.
Его основные элементы: ядерное топливо, замедлитель нейтронов, теплоноситель для отвода тепла и устройство для регулирования скорости

Слайд 29х
Первая атомная электростанция мощностью 5 МВт была построена пущена в

СССР 27.6.1954 г. в г. Обнинске

хПервая атомная электростанция мощностью 5 МВт была построена пущена в СССР 27.6.1954 г. в г. Обнинске

Слайд 31х
Неуправляемая ядерная реакция – ядерный взрыв

хНеуправляемая ядерная реакция – ядерный взрыв

Слайд 33
Термоядерные реакции
Термоядерные реакции – это реакции синтеза легких ядер, протекающие

при очень высоких температурах. Высокие температуры необходимы для сообщения ядрам

энергии, достаточной для того, чтобы сблизиться до расстояния, сравнимого с радиусом действия ядерных сил (10–15 м).
Термоядерные реакции	Термоядерные реакции – это реакции синтеза легких ядер, протекающие при очень высоких температурах. Высокие температуры необходимы

Слайд 34 Энергия, выделяющаяся в процессе термоядерных реакций в расчете на один

нуклон, существенно превышает удельную энергию, выделяющуюся в процессе реакций деления

тяжелых ядер. Так, при синтезе тяжелого водорода – дейтерия, со сверхтяжелым изотопом водорода – тритием, выделяется энергия около 3,5 МэВ на один нуклон, в то время как в процессе деления ядер урана, выделяется примерно 0,85 МэВ энергии на один нуклон.


Энергия, выделяющаяся в процессе термоядерных реакций в расчете на один нуклон, существенно превышает удельную энергию, выделяющуюся в

Слайд 35
наиболее перспективна в плане получения практически неисчерпаемого источника энергии. Однако,

осуществление такой реакции в управляемом режиме, равно как и других

реакций синтеза, в настоящее время является пока проблемной задачей, хотя успехи в этом направлении несомненны. В настоящее время уже получена плазма, температура которой порядка 2·108 К, а время удержания не менее 2 с при выделяемой мощности до 2 МВт.

Термоядерная реакция синтеза дейтерия с тритием:

наиболее перспективна в плане получения практически неисчерпаемого источника энергии. Однако, осуществление такой реакции в управляемом режиме, равно

Слайд 36В настоящее время, в рамках осуществления мировой термоядерной программы, интенсивно

разрабатываются новейшие системы типа токамак.

В настоящее время, в рамках осуществления мировой термоядерной программы, интенсивно разрабатываются новейшие системы типа токамак.

Слайд 37На рисунке 4.12 изображена схема токамака: 1 – первичная обмотка

трансформатора; 2 – катушки тороидального магнитного поля; 3 – лайнер,

тонкостенная внутренняя камера для выравнивания тороидального электрического поля; 4 – катушки тороидального магнитного поля; 5 – вакуумная камера; 6 – железный сердечник (магнитопровод).
На рисунке 4.12 изображена схема токамака: 1 – первичная обмотка трансформатора; 2 – катушки тороидального магнитного поля;

Слайд 39
Есть надежда, что термоядерный реактор практического применения будет создан уже

в первой четверти XXI века.

Есть надежда, что термоядерный реактор практического применения будет создан уже в первой четверти XXI века.

Слайд 40
При ядерных реакциях выделяется в виде энергии не более

0,1 % массы вещества.
Полностью энергия покоя выделяется только при

аннигиляции, в виде электромагнитного излучения, как например, при аннигиляции электрона и позитрона
При ядерных реакциях выделяется в виде энергии не более 0,1 % массы вещества. 	Полностью энергия покоя

Слайд 41Проверка предсказаний С Т О

Проверка  предсказаний  С Т О

Слайд 42

Аннигиляция частицы и античастицы

Аннигиляция частицы и античастицы

Слайд 43


Аннигиляция частицы и античастицы

Аннигиляция частицы и античастицы

Слайд 44

Рождение пары: "частица и античастица"

Рождение пары:

Слайд 45
Рождение пары: "частица и античастица"

Рождение пары:

Слайд 46 Именно утверждение о том, что в покоящейся массе (материи) огромные

запасы энергии, является главным практическим следствием СТО E0 – внутренняя

энергия частицы (учитывающая все).

Полная энергия в теории относительности складывается из энергии покоя и кинетической энергии (К). Тогда
Именно утверждение о том, что в покоящейся массе (материи) огромные запасы энергии, является главным практическим следствием СТО

Слайд 47
Справедливость теории проверяется принципом соответствия: при
должно

быть



самостоятельно получить!


Справедливость теории проверяется принципом   соответствия:  при должно быть 	самостоятельно получить!

Слайд 48 Получим еще одно очень важное соотношение, связывающее полную энергию с

импульсом частицы.
Из уравнения (8.5.2)



получим:
Таким образом, получили инвариантное

выражение, связывающее энергию и импульс.
Получим еще одно очень важное соотношение, связывающее полную энергию с импульсом частицы.Из уравнения (8.5.2) 			  получим:Таким

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика