Apa itu Momentum dan energi relativistik? — Fisika

Definisi 5.2 Fisika Universitas — Tahun 3 · Bab 5 — Dinamika Relativistik

Partikel bermassa $m$ dan berkecepatan $\vect v$ ( $\gamma = 1/\sqrt{1 - v^2/c^2}$ ) membawa momentum dan energi

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

Dalam keadaan diam, $E_0 = mc^2$ : itulah energi diam. Energi kinetiknya adalah tambahan dari geraknya, $E_k = E - mc^2 = (\gamma - 1)mc^2$ , yang untuk $v \ll c$ menyusut menjadi $\tfrac12 mv^2$ yang sudah dikenal (jabarkanlah $\gamma$ ). Dalam setiap proses terkucil, $\vect p$ total dan $E$ total — termasuk energi diamnya — kekal.

Kiri: percobaan “laju pamungkas” Bertozzi — laju elektron yang terukur (titik) mengikuti kurva relativistiknya dan jenuh pada c, sementara garis Newton berlayar melewatinya. Kanan: hiperbola energi–momentum; simpangannya pada p = 0 adalah energi diam, dan asimtotnya adalah E = pc milik foton. — Kiri: percobaan “laju pamungkas” Bertozzi — laju elektron yang terukur (titik) mengikuti kurva relativistiknya dan jenuh pada $c$ , sementara garis Newton berlayar melewatinya. Kanan: hiperbola energi–momentum; simpangannya pada $p = 0$ adalah energi diam, dan asimtotnya adalah $E = pc$ milik foton.

Contoh

Contoh 5.5 (Orde besar)

Fisika partikel menghitung energi dalam elektronvolt dan massa dalam $\mathrm{MeV}/c^2$ : elektron $0.511$ , proton $938.3$ , muon $105.7$ , pion $139.6$ . Elektron berenergi kinetik $1\,\mathrm{MeV}$ mempunyai $\gamma = 2.96$ dan $v = 0.94c$ — sudah sepenuhnya relativistik, dan itulah sebabnya elektronika tetap klasik ( $\mathrm{eV}$ ) sedangkan fisika inti tidak ( $\mathrm{MeV}$ ). Proton LHC $6.8\,\mathrm{TeV}$ mempunyai $\gamma = 7250$ dan tertinggal dari foton hanya $2.9\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ .

Baca dalam konteks →