Релятивистская механика Механика Ньютона, или, как говорят, классическая механика, основана на принципе относительности Галилея, согласно которому все законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Математически принцип относительности в классической механике выражается с помощью преобразования Галилея - закона сложения скоростей при переходах от одной инерциальной системы отсчета к другой.Взаимосвязь массы и энергии покоя
Согласно формуле для энергии покоя, всякое изменение массы тела
сопровождается изменением энергии покоя
:
. (12.107)
Это утверждение носит название закона взаимосвязи массы и энергии покоя. Взаимосвязь между
и
приводит к тому, что суммарная масса взаимосвязанных частиц не сохраняется. В качестве примера рассмотрим две одинаковые частицы массой
, которые движутся с равными по модулю и противоположными по направлению скоростями. Частицы испытывают абсолютно неупругое соударение. В результате соударения образуется новая неподвижная частица. До соударения полная энергия каждой частицы была равна:
. (12.108)
После соударения полная энергия образовавшейся частицы:
, (12.109)
где
- масса образовавшейся частицы. Из закона сохранения энергии следует
, (12.110)
либо
, (12.111)
откуда
. (12.112)
Таким образом, масса образовавшейся частицы больше суммы масс исходных частиц. Это обусловлено тем, что кинетическая энергия частиц превратилась в эквивалентное количество энергии покоя, а это, в свою очередь, привело к возрастанию массы на
. (12.113)
При распаде неподвижной частицы на несколько разлетающихся в разные стороны частиц наблюдается обратное явление — сумма масс образовавшихся частиц оказывается меньше массы исходной частицы на величину, равную суммарной кинетической энергии этих частиц, деленной на
. В качестве примера можно привести цепную реакцию деления ядер урана, которая лежит в основе работы атомных электростанций. Суммарная масса образовавшихся при делении осколков (ядер более легких атомов) меньше массы ядра урана. Поэтому процесс деления сопровождается уменьшением энергии покоя частиц. Разность энергий покоя превращается в кинетическую энергию осколков и в энергию возникающего при делении электромагнитного излучения.