Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Relativistický pohyb tělesa Klasická fyzika v = 0..  m = konst. Relativistická fyzika, částice s nenulovou klidovou hmotností v < c; c = 3.10 8 m/s m.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Relativistický pohyb tělesa Klasická fyzika v = 0..  m = konst. Relativistická fyzika, částice s nenulovou klidovou hmotností v < c; c = 3.10 8 m/s m."— Transkript prezentace:

1 Relativistický pohyb tělesa Klasická fyzika v = 0..  m = konst. Relativistická fyzika, částice s nenulovou klidovou hmotností v < c; c = m/s m = m 0..  celková energie E = mc 2 klidová energie E 0 = m 0 c 2 kinetická energie E k = E - E 0 = m 0 … klidová hmotnost

2 Klidové energie částic Klidová energie elektronu Klidová energie protonu

3 Relativistický pohyb tělesa Závislost hmotnosti na rychlosti částice klasická předpověď

4 Pohyb relativistické částice Kolikrát je vyšší hmotnost relativistické částice letící rychlostí 0,5 c než její klidová hmotnost? Vztah mezi hmotností a klidovou hmotností Hmotnost se zvětší 1,15 krát

5 Relativistický pohyb tělesa Jaká je kinetická energie protonu letícího rychlostí 10 7 m/s? Použijte klasický i relativistický vzorec. m p =1, kg Klasický vzorec Relativistický vzorec

6 Relativistický pohyb tělesa Jaká je kinetická energie protonu letícího rychlostí 10 8 m/s? Použijte klasický i relativistický vzorec. m p =1, kg Klasický vzorec Relativistický vzorec

7 Relativistický pohyb tělesa Klasický vzorec – limitní případ relativistického vzorce pro malé rychlosti Taylorův rozvoj Aproximace pro malá x

8 Relativistický pohyb tělesa Klasický vzorec – limitní případ relativistického vzorce pro malé rychlosti Použití na vzorec pro relativistickou kinetickou energii, Aproximace pro malá x

9 Relativistický pohyb tělesa Hybnost relativistické částice s nenulovou klidovou hmotností celková energie E = mc 2 klidová energie E 0 = m 0 c 2

10 Relativistický pohyb tělesa Relativistická částice s nulovou klidovou hmotností (ultrarelativistická) Částice s nulovou klidovou hmotností buď neexistuje, nebo se pohybuje rychlostí světla c klidová energie E 0 = m 0 c 2 = 0 pozbývá smyslu celková energie E = mc 2 definuje hmotnost pohybující se částice Foton - částice elektromagnetického vlnění

11 Částicově vlnový dualismus Částice s nulovou klidovou hmotností (‘vlna’) vykazuje vlastnosti “obyčejné” částice s nenulovou klidovou hmotností De Broglie - částice s nenulovou klidovou (‘obyčejná částice’) hmotností vykazuje vlnové vlastnosti, do té doby pozorované pouze u částic s nulovou klidovou hmotností

12 Částicově vlnový dualismus Jaká je vlnová délka elektronu letícího rychlostí 10 5 m/s? Viditelné světlo má vlnovou délku nm  optický  skop nemůže zobrazit menší objekty Elektronový  skop může zobrazit menší objekty, protože de Brogliovská vlnová délka elektronů je menší

13 Energie a hybnost fotonu Jaká je frekvence, energie a hmotnost fotonu o vlnové délce 390 nm? Pomůcka:

14 Energie a hybnost fotonu Jaká je hybnost fotonu o vlnové délce 390 nm? Pomůcka: hybnost fotonu Jakou rychlost by musel mít elektron o hmotnosti m e =9, kg, aby měl stejnou hybnost?

15 klasický výsledekvlnový výsledek Difrakce vlnění na dvojštěrbině Výsledný obraz závisí na fázovém posuvu dopadajících vln De Broglie – interference elektronu ‘se sebou samým’

16 Ohyb světla na štěrbině Světlo se ohýbá na překážkách srovnatelných rozměrů s vlnovou délkou Snížení rozlišovací schopnosti zobrazovacích soustav

17 Interference vlnění Dopadají-li na stejné místo koherentní paprsky (stejný směr i fáze), závisí výsledná intenzita na jejich fázovém posuvu Násobek vlnové délky  maximum intenzity Lichý násobek  /2  minimum intenzity

18 Lineární urychlovač nabitých částic Van de Graaffův urychlovač (elektrostatický) zdroj vysokého stejnosměrného napětí (MV) U =5 MV E =0 E =5 MeV E =10 MeV Tandemový van de Graafův urychlovač při nárazu na elektrodu dochází k vyražení částice opačného náboje a opětovnému urychlování v poli s opačnou polaritou  získání dvojnásobné energie E =0 MeV -

19 Lineární urychlovač nabitých částic Van de Graaffův urychlovač (elektrostatický) Kinetické energie až 30 MeV Rozptyl energií urychlených částic (stabilita urychlovače)  E / E = 0,01 až 0,1 %

20 Lineární vysokofrekvenční urychlovač částic Zdroj vysokého střídavého napětí (MV) - K urychlování dochází pouze v prostoru mezi segmenty Konstantní frekvence urychlovacího napětí  čas průletu segmenty musí být roven konstantě, půlperiodě frekvence Urychlování částice  délky segmentů se musejí zvětšovat ~U~U

21 Faradayova klec Homogenní elektrostatické pole kolem dvou shodně nabitých desek Výsledné pole pole od horní desky pole od dolní desky Uvnitř vodivého prostředí o stejném potenciálu je nulové elektrostatické pole

22 Lineární vysokofrekvenční urychlovač částic Urychlovací trubice tvořena vlnovodem Elektromagnetická vlna s nenulovou podélnou složkou elektrického pole Energie > 20 GeV Hustota toku ~ elektronů/s Délka trubice ~ 3 km


Stáhnout ppt "Relativistický pohyb tělesa Klasická fyzika v = 0..  m = konst. Relativistická fyzika, částice s nenulovou klidovou hmotností v < c; c = 3.10 8 m/s m."

Podobné prezentace


Reklamy Google