工科物理大作业15-狭义相对论基础

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?t?vc2?x220??0.6c?10c25 ?t'?1?vc?0.6c?1????c?2??2.5?10?4s?0

表明在S?系看来,这两事件不是同时发生的。 (2)由洛伦兹变换得 ?x'??x?v?t1?vc22?100?10?0?0.6c?1????c?23?1.25?10m

5表明在S?系中观测到这两事件的空间间隔为125km。

3. 一个放射性原子核以v = 0.5c的速度沿x轴方向相对于实验室运动。

(1)当核发生衰变时,以相对于核为0.9c的速度沿其运动方向发射出一个电子,试求该电子相对于实验室的速度;

(2)若衰变时,发射的是一个光子,试求光子相对于实验室的速度。

[分析与解答](1)设实验室为S系,原子核为S?系,S?系相对于S系的速度为v = 0.5c。

?0.9c,则电子相对于S系的速度为 电子为“事件”,它对S?系的速度为u?x ux?u'x?v1?vc2?0.9c?0.5c1?0.5cc2?0.966c

u'x?0.9c?c,则光子相对于S系的速度为 (2)若发射的是光子,同理,u?x ux?u'x?v1?vc2?c?0.5c1?0.5cc2?c

u'x?c

4. 一动能为0.50MeV的电子垂直磁场B运动,其运动轨迹为半径r = 2cm的圆周。试求该磁场的磁感强度B的大小。(已知1MeV?1.6?10[分析与解答] 电子在洛伦兹力作用下作圆周运动,有

evB?mmver?13J,e?1.6?10?19C)

v2rper

(1)

则 B?? 式中,p为电子的相对论动量,由

E2?(pc)?E0

22及 E?E0?Ek

得 p?E?E0c22?Ek?2EkE0c2 (2)

将式(2)代入式(1),且由题意知,Ek?0.50MeV,E0?0.51MeV,则得磁场的大小为

B?Ek?2EkE0erc22

?13

?0.5?2?0.50?0.51?1.6?101.6?10?19?0.02?3?108?0.145T


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