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爱因斯坦公式是什么

03月05日 编辑 39baobao.com

[从短文中哪两件事能说明爱因斯坦是不爱金钱生活简朴的人]责任不是一个甜美的字眼,它仅有的是岩石般的冷峻,一个人真正地成为社会一分子的时候,责任作为一份成年的礼物已不知不觉地卸落在他的肩上。它是一个你时时不得不付出一 切呵护...+阅读

全名:艾因斯坦质能方程

要想导出这个你首先要认可狭义相对论的两个假设:1、任一光源所发之球状光在一切惯性参照系中的速度都各向同性总为c 2、所有惯性参考系内的物理定律都是相同的。

如果你的行走速度是v,你在一量以速度u行驶的公车上,那么你当你与车同相走时,你对地的速度为u+v,反向时为u-v,你在车上过了1分钟,别人在地上也过了1分钟——这就是我们脑袋里的常识。也是物理学中著名的伽利略变幻,整个经典力学的支柱。该理论认为空间是独立的,与在其中运动的各种物体无关,而时间是均匀流逝的,线性的,在任何观察者来看都是相同的。

而以上这个变幻恰恰与狭义相对论的假设相矛盾。

事实上,在爱因斯坦提出狭义相对论之前,人们就观察到许多与常识不符的现象。物理学家洛伦兹为了修正将要倾倒的经典物理学大厦,提出了洛伦兹变换,但他并不能解释这种现象为何发生,只是根据当时的观察事实写出的经验公式——洛伦兹变换——而它却可以通过相对论的纯理论推倒出来。

这个不能帖图,不然我把公式给你帖出来,你可以自己到网上去查一下洛伦兹变换的公式。

然后根据这个公式又可以推倒出质速关系,也就是时间会随速度增加而变慢,质量变大,长度减小。公式写起来也很麻烦,我只写一个质量的,其他你可以到网上查到——m=m0/sqr(1-v^2/c^2)。

其中sqr是开根号的意思,m是该物体的实际质量,而m0为静止质量,m-m0就是物体的通过运动所多出来的质量。

一个物体的实际质量为其静止质量与其通过运动多出来的质量之和。

当外力作用在静止质量为m0的自由质点上时,质点每经历位移ds,其动能的增量是dEk=F·ds,如果外力与位移同方向,则上式成为dEk=Fds,设外力作用于质点的时间为dt,则质点在外力冲量Fdt作用下,其动量增量是dp=Fdt,考虑到v=ds/dt,有上两式相除,即得质点的速度表达式为v=dEk/dp,亦即 dEk=vd(mv)=V^2dm+mvdv,把爱因斯坦的质量随物体速度改变的那个公式平方,得m^2(c^2-v^2)=m02c^2,对它微分求出:mvdv=(c^2-v^2)dm,代入上式得dEk=c^2dm。上式说明,当质点的速度v增大时,其质量m和动能Ek都在增加,质量的增量dm和动能的增量dEk之间始终保持dEk=c^2dm所示的量值上的正比关系。当v=0时,质量m=m0,动能Ek=0,据此,将上式积分,即得∫Ek0dEk=∫m0m c^2dm(从m0积到m)Ek=mc^2-m0c^2

上式是相对论中的动能表达式。爱因斯坦在这里引入了经典力学中从未有过的独特见解,他把m0c^2叫做物体的静止能量,把mc^2叫做运动时的能量,我们分别用E0和E表示:E=mc^2 , E0=m0c^2

求爱因斯坦相对论的完整公式

相对论: 相对论公式及证明 单位 符号 单位 符号 坐标: m (x,y,z) 力: N F(f) 时间: s t(T) 质量:kg m(M) 位移: m r 动量:kg*m/s p(P) 速度: m/s v(u) 能量: J E 加速度: m/s^2 a 冲量:N*s I 长度: m l(L) 动能:J Ek 路程: m s(S) 势能:J Ep 角速度: rad/s ω 力矩:N*m M 角加速度:rad/s^2α 功率:W P 一: 牛顿力学(预备知识)

(一):质点运动学基本公式:

(1)v=dr/dt,r=r0+∫rdt

(2)a=dv/dt,v=v0+∫adt (注:两式中左式为微分形式,右式为积分形式) 当v不变时,

(1)表示匀速直线运动。 当a不变时,

(2)表示匀变速直线运动。 只要知道质点的运动方程r=r(t),它的一切运动规律就可知了。

(二):质点动力学:

(1)牛一:不受力的物体做匀速直线运动。

(2)牛二:物体加速度与合外力成正比与质量成反比。 F=ma=mdv/dt=dp/dt

(3)牛三:作用力与反作与力等大反向作用在同一直线上。

(4)万有引力:两质点间作用力与质量乘积成正比,与距离平方成反比。 F=GMm/r^2,G=6.67259*10^(-11)m^3/(kg*s^2) 动量定理:I=∫Fdt=p2-p1(合外力的冲量等于动量的变化) 动量守恒:合外力为零时,系统动量保持不变。 动能定理:W=∫Fds=Ek2-Ek1(合外力的功等于动能的变化) 机械能守恒:只有重力做功时,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 (注:牛顿力学的核心是牛二:F=ma,它是运动学与动力学的桥梁,我们的目的是知道物体的运动规律,即求解运动方程r=r(t),若知受力情况,根据牛二可得a,再根据运动学基本公式求之。同样,若知运动方程r=r(t),可根据运动学基本公式求a,再由牛二可知物体的受力情况。) 二: 狭义相对论力学:(注:γ=1/sqr(1-u^2/c^2),β=u/c,u为惯性系速度。)

(一)基本原理:

(1)相对性原理:所有惯性系都是等价的。

(2)光速不变原理:真空中的光速是与惯性系无关的常数。 (此处先给出公式再给出证明)

(二)洛仑兹坐标变换: X=γ(x-ut) Y=y Z=z T=γ(t-ux/c^2)

(三)速度变换: V(x)=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2) V(y)=v(y)/(γ(1-v(x)u/c^2)) V(z)=v(z)/(γ(1-v(x)u/c^2))

(四)尺缩效应:△L=△l/γ或dL=dl/γ

(五)钟慢效应:△t=γ△τ或dt=dτ/γ

(六)光的多普勒效应:ν(a)=sqr((1-β)/(1+β))ν(b) (光源与探测器在一条直线上运动。)

(七)动量表达式:P=Mv=γmv,即M=γm.

(八)相对论力学基本方程:F=dP/dt

(九)质能方程:E=Mc^2

(十)能量动量关系:E^2=(E0)^2+P^2c^2 (注:在此用两种方法证明,一种在三维空间内进行,一种在四维时空中证明,实际上他们是等价的。) 三: 三维证明:

(一)由实验总结出的公理,无法证明。

(二)洛仑兹变换: 设(x,y,z,t)所在坐标系(A系)静止,(X,Y,Z,T)所在坐标系(B系)速度为u,且沿x轴正向。在A系原点处,x=0,B系中A原点的坐标为X=-uT,即X+uT=0。可令x=k(X+uT),

(1).又因在惯性系内的各点位置是等价的,因此k是与u有关的常数(广义相对论中,由于时空弯曲,各点不再等价,因此k不再是常数。)同理,B系中的原点处有X=K(x-ut),由相对性原理知,两个惯性系等价,除速度反向外,两式应取相同的形式,即k=K.故有X=k(x-ut),

(2).对于y,z,Y,Z皆与速度无关,可得Y=y,

(3).Z=z

(4).将

(2)代入

(1)可得:x=k^2(x-ut)+kuT,即T=kt+((1-k^2)/(ku))x,

(5).

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)满足相对性原理,要确定k需用光速不变原理。当两系的原点重合时,由重合点发出一光信号,则对两系分别有x=ct,X=cT.代入

(1)

(2)式得:ct=kT(c+u),cT=kt(c-u).两式相乘消去t和T得:k=1/sqr(1-u^2/c^2)=γ.将γ反代入

(2)

(5)式得坐标变换: X=γ(x-ut) Y=y Z=z T=γ(t-ux/c^2)

(三)速度变换: V(x)=dX/dT=γ(dx-ut)/(γ(dt-udx/c^2)) =(dx/dt-u)/(1-(dx/dt)u/c^2)

爱因斯坦相对论公式是啥

1.相对速度公式:

△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)

两物体速度是v1,v2,它们之间速度的差是△v,过去我们认为△v=|v1-v2|,这个公式决定了,没有物体可以超过光速.

2.相对长度公式

L=Lo* √(1-v^2/c^2)

Lo是物体静止是的长度,L是物体的运动时的长度,v是物体速度,c是光速.由此可知速度越大,物体长度越压缩,当物体以光速运动,物体的运动方向长度为0.

3.相对质量公式

M=Mo/√(1-v^2/c^2)

Mo是物体静止时的质量,M是物体的运动时的质量,v是物体速度,c是光速.由此可知速度越大,物体质量越大,当物体以光速运动,物体的质量为正无穷

4.相对时间公式

t=to* √(1-v^2/c^2)

to是物体静止时的时间流逝的快慢,t是物体的运动时的时间流逝快慢,v是物体速度,c是光速.由此可知速度越大,物体时间走得越慢,当物体以光速运动,物体的时间就不再流逝,从而时间停止.

5.质能方程

E=mc^2

质量和能量本质相同

扩展资料:

相对论主要在两个方面有用:一是高速运动(与光速可比拟的高速),一是强引力场。

1.在医院的放射治疗部,多数设有一台粒子加速器,产生高能粒子来制造同位素,作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速(0.9c-0.9999c),故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。

2.全球卫星定位系统的卫星上的原子钟,对精确定位非常重要。这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢(-7.2 μs/日),和广义相对论因较(地面物件)承受着较弱的重力场而导致时间变快效应(+45.9 μs/日)影响。

3.全球卫星定位系统的算法本身便是基于光速不变原理的,若光速不变原理不成立,则全球卫星定位系统则需要更换为不同的算法方能精确定位。

4.过渡金属如铂的内层电子,运行速度极快,相对论效应不可忽略。在设计或研究新型的催化剂时,便需要考虑相对论对电子轨态能级的影响。

值得一提的是,原子弹的出现和著名的质能关系式(E=mc2)关系不大,而爱因斯坦本人也肯定了这一点。质能关系式只是解释原子弹威力的数学工具而已,对实作原子弹意义不大。

参考链接:

以下为关联文档:

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