 |
|
Релятивистский закон сложения скоростей
Интервал между событиями, его инвариантность, времяподобные и пространственноподобные интервалы
Релятивистские импульс и энергия, связь между ними. 
Энергия покоя
Формула Эйнштейна
Таким образом, теория относительности приводит к новому и очень важному выводу: всякая частица, обладающая массой покоя 
, обладает вместе с тем энергией 
. А энергия движущейся частицы оказывается связана с релятивистской массой соотношением 
, которое более известно под названием формулы Эйнштейна. Следовательно, в любой частице, обладающей массой 
, заключена значительная энергия. Таким образом, всякая частица, обладающая массой одновременно обладает и энергией, т.е. энергия и масса неразрывно связаны между собой и пропорциональны друг другу. Часто это утверждение называется законом эквивалентности массы и энергии.
Не следует, разумеется, смешивать понятия эквивалентности и тождественности. Энергия и масса являются различными физическими характеристиками частицы, и закон эквивалентности устанавливает лишь их пропорциональность друг другу. Формула Эйнштейна подтверждена обширным экспериментальным материалом и широко используется при описании явлений микромира.
В релятивистской теории масса частицы зависит от скорости ее движения. С увеличением скорости масса увеличивается и при приближении скорости частицы к скорости света масса все больше увеличивается и стремится к бесконечному значению. Это означает, что скорость света для частиц, обладающих массой покоя 
, не достижима, т.е. частицы с массой покоя могут двигаться со скоростью 
. А с предельной скоростью света могут двигаться частицы, не обладающие массой покоя 
. Такие безмассовые частицы обнаружены экспериментально – это фотоны и, возможно, нейтрино. При взаимодействии безмассовых частиц с частицами, обладающими массой покоя, выполняются законы сохранения энергии и импульса, о чем свидетельствуют опыты по взаимодействию фотонов и нейтрино с элементарными частицами. Следовательно, безмассовые частицы также обладают энергией и импульсом, значения которых можно установить из соотношения (13.39), в котором необходимо положить 
. Тогда получим для безмассовых частиц связь энергии и импульса 
. Откуда импульс безмассовой частицы равен
.
При остановке такой частицы, т.е. при нулевом значении импульса 
, энергия ее также обращается в нуль 
. Это означает, что она прекращает существовать, например, в результате поглощения веществом. Отсюда следует, что безмассовые частицы могут двигаться только со скоростью света в пустоте, и эта скорость абсолютна (неизменна) во всех инерциальных системах отсчета.