Website liên kết


Tài nguyên

Hỗ trợ trực tuyến

  • (Blog Lý - Tin)
  • (Nguyễn Thị Thanh Hoa)
  • (Lê Hoàng Giang)
  • (Đoàn Quốc Bảo)
  • (Nguyễn Thị Thuận)

Chát với tôi

Google Translate


Lịch của tui

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN VỚI BLOG LÝ - TIN CỦA TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN 4 - LỤC NGẠN - BẮC GIANG
    Photobucket

    Gốc > LỚP HỌC VẬT LÝ TRỰC TUYẾN > Lớp 12 >

    Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng

     

    1. Các tiên đề Anhxtanh

    Theo nguyên lí tương đối Galilê: mọi hiện tượng cơ học xảy ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính (hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều đối với Trái Đất), hay nói cách khác, các định luật cơ học cùng một dạng toán học trong các hệ ấy .Nhưng luật nếu xét các hiện tượng điện từ thì sao? ánh sáng là sóng điện từ. Theo quan điểm cũ thì nó lan truyền trong một môi trường đặc biệt, đứng yên tuyệt đối, gọi là ête. Trái Đất chuyển động đối với ête. Nếu vậy thì theo công thức cộng vận tốc của Cơ học cổ điển, vận tốc của ánh sáng mà quan sát viên (gắn với Trái Đất) đo được khi ánh sáng truyền ngược chiều quay của Trái Đất phải lớn hơn vận tốc khi nó truyền theo chiều quay ấy. Nhưng thí nghiệm của Maikenxơn (Michelson) tiến hành ăm 1881 với độ chính xác rất cao, đã chứng tỏ rằng vận tốc của ánh sáng trong bất kì hệ quy chiếu quán tính nào cũng có cùng một giá trị.
       
    Năm 1905 nhà bác học gốc Đức Anhxtanh (Einstein, 1879-1955) đã vứt bỏ giả thuyết về ête và xây dựng một lí thuyết mới gọi là thuyết tương đối. Thuyết này có hai phần. Phần một chỉ xét các hệ quy chiếu quán tính gọi là thuyết tương đối hẹp và đã hoàn chỉnh. Phần sau xét các hệ quy chiếu bất kì và gọi là thuyết tương đối rộng, đang tiếp tục phát triển. Anhxtanh nêu hai tiên đề sau đây, gọi là các tiên đề của thuyết tương đối hẹp.

    Tiên đề 1. Mở rộng nguyên lí tương đối Galile cho mọi hiện tượng vật lí.

    Các hiện tượng vật lí xảy ra như nhau đối với mọi hệ quy chiếu quán tính. Nói cách khác, các phương trình diễn tả các hiện tượng vật lí có cùng một dạng trong mọi hệ quy chiếu quán tính.

    Tiên đề 2. Vận tốc ánh sáng trong chân không đối với mọi hệ quy chiếu quán tính có cùng một giá trị c, không phụ thuộc vào vận tốc của nguồn sáng hay máy thu.

                        .

    Lí thuyết và thực nghiệm còn chứng tỏ rằng: Vận tốc ánh sáng c là vận tốc giới hạn, không một đối tượng vật chất nào có thể có vận tốc lớn hơn c.
       
    Tiên đề 2 mặc nhiên phủ nhận Cơ học cổ điển. Thật vậy, nếu một nguồn sáng chuyển động với vận tốc v đối với quan sát viên, vận tốc cổ điển, vận tốc của ánh sáng đối với quan sát viên phải là c+ v. Nhưng theo tiên đề 2, vận tốc ấy vẫn là c!

    Trên cơ sở 2 tiên đề, Anhxtanh đã xây dựng một Cơ học mới là Cơ học tương đối tính dẫn tới những kết quả “kì quặc” theo quan niệm cổ điển, nhưng chúng đã được thực tế kiểm nghiệm là đúng. Các kết quả này chỉ khác với kết quả cổ điển khi các vận tốc là rất lớn, cùng cỡ với vận tốc ánh sáng c. Nếu vận tốc nhỏ thì các công thức của Cơ học tương đối tính rút về các công thức của Cơ học cổ điển, như vậy Cơ học cổ điển là trường hợp riêng của Cơ học tương đối tính. Trong đời sống và sản xuất ta chỉ gặp các vận tốc rất nhỏ so với c, nên vẫn dùng được Cơ học cổ điển. Nhưng khi nghiên cứu Vật lí hạt nhân, vũ trụ học, chế tạo máy gia tốc v.v… thì phải dùng thuyết tương đối hẹp.
       
    Thuyết lượng tửthuyết tương đối đã trở thành hai cơ sở chủ yếu , hai “trụ cột” của Vật lý học hiện đại.

    3. Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng
       
    Thuyết tương đối của Anhxtanh đã nêu lên một hệ thức rất quan trọng giữa năng lượngkhối lượng của một vật (hoặc một hệ vật):

    Nếu một vật có khối lượng thì nó có năng lượng tỉ lệ với , gọi là năng lượng nghỉ:

                               (9-10)

    vận tốc của ánh sáng trong chân không.

    Theo hệ thức này thì 1 gam của bất kì chất gì cũng chứa một lượng năng lượng rất lớn, bằng 25 triệu kWh.

    Theo thuyết tương đối, năng lượng nghỉ có thể biến đổi thành năng lượng thông thường, như động năng, và ngược lại. Khi năng lượng nghỉ tăng hay giảm thì khối lượng cũng tăng hay giảm theo đúng tỉ lệ trong hệ thức (9-10)
       
    Trong vật lí học cổ điển đối với một hệ cô lập thì khối lượngnăng lượng của nó được bảo toàn. Nhưng theo thuyết tương đối thì khối lượng và, do đó, cả năng lượng nghỉ, không nhất thiết được bảo toàn, mà chỉ có định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, bao gồm cả năng lượng thông thường và năng lượng nghỉ.

    Vì có hệ thứ (9-10) nên trong Vật lí hạt nhân khối lượng của các hạt không chỉ đo bằng kg mà còn đo bằng đơn vị năng lượng chia cho , cụ thể là hoặc :

                   

    Ngược lại, .
       
    Thí dụ: khối lượng của êlectrôn

     
     
    Các dạng bài liên quan:
    Năng lượng hạt nhân. Hệ thức Anhxtanh. Độ hụt khối
     
     

    Nhắn tin cho tác giả
    Vũ Ngọc Dũng @ 02:12 19/05/2009
    Số lượt xem: 5481
    Số lượt thích: 0 người
     
    Gửi ý kiến

    GUEST BOOK

    Mọi người vào thăm BLOG LÝ - TIN thì xin để lại lời nhắn và địa chỉ blog của các bạn để chúng tôi ghé thăm nhé. Các bạn bấm vào chữ "sign this guestbook" và đưa hình từ máy các bạn vào cùng lời nhắn. Cám ơn nhiều!