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Physique · পরিভাষা

Quantité de mouvement et énergie relativistes কী?

Définition 5.2 Physique universitaire — 3e année · অধ্যায় 5 — Dynamique relativiste

Une particule de masse mm et de vitesse v→\vect v (γ=1/1−v2/c2\gamma = 1/\sqrt{1 - v^2/c^2}) porte la quantité de mouvement et l’énergie

p→=γmv→,E=γmc2.\vect p = \gamma m\vect v , \qquad E = \gamma mc^2 .

Au repos, E0=mc2E_0 = mc^2 : l’énergie de masse. L’énergie cinétique est ce que le mouvement ajoute, Ek=E−mc2=(γ−1)mc2E_k = E - mc^2 = (\gamma - 1)mc^2, qui pour v≪cv \ll c se réduit au familier 12mv2\tfrac12 mv^2 (développer γ\gamma). Dans tout processus isolé, la p→\vect p totale et l’EE totale — énergies de masse comprises — sont conservées.

À gauche : l’expérience de la « vitesse ultime » de Bertozzi — les vitesses d’électrons mesurées (points) suivent la courbe relativiste et saturent à c tandis que la droite de Newton la dépasse. À droite : l’hyperbole énergie–impulsion ; son ordonnée à p = 0 est l’énergie de masse, son asymptote le E = pc du photon.
À gauche : l’expérience de la « vitesse ultime » de Bertozzi — les vitesses d’électrons mesurées (points) suivent la courbe relativiste et saturent à cc tandis que la droite de Newton la dépasse. À droite : l’hyperbole énergie–impulsion ; son ordonnée à p=0p = 0 est l’énergie de masse, son asymptote le E=pcE = pc du photon.

উদাহরণ

Exemple 5.5 (Ordres de grandeur)

La physique des particules compte les énergies en électronvolts et les masses en MeV/c2\mathrm{MeV}/c^2 : électron 0.5110.511, proton 938.3938.3, muon 105.7105.7, pion 139.6139.6. Un électron d’énergie cinétique 1 MeV1\,\mathrm{MeV} a γ=2.96\gamma = 2.96 et v=0.94cv = 0.94c — déjà pleinement relativiste, et c’est pourquoi l’électronique reste classique (eV\mathrm{eV}) et la physique nucléaire non (MeV\mathrm{MeV}). Un proton du LHC à 6.8 TeV6.8\,\mathrm{TeV} a γ=7250\gamma = 7250 et ne suit un photon qu’avec 2.9 m/s2.9\,\mathrm{m}/\mathrm{s} de retard.

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