§14 Энергияныњ графикалыќ кµрінісі
§40. Масса мен энергияның өзара байланысының шарты
жүктеу/скачать 1,42 Mb.
|
ДӘРІС Механика
| §40. Масса мен энергияның өзара байланысының шарты
Релятивистік бөлшектің(материалдық нүктенің) кинетикалық энергиясын анықтайық. Бұрын (§12), материалдық нүктенің элементар орын ауыстырудағы кинетикалық энергиясының өсімшесі осы орын ауыстырудағы күш жұмысына тең екендігі көрсетілген: немесе (40.1) ескере отырып, (39.2)өрнегін(40.1)-ге қойсақ, онда ескеріп, осы және (39.1) формуласын түрлендіріп, келесі өрнекке келеміз , (40.2) яғни бөлшектің кинетикалық энергиясының өсімшесі оның массасының өсімшесіне пропорционал. Тыныштықтағы бөлшектің кинетикалық энергиясы 0-ге тең, ал массасы m0 тыныштық массасына тең болғандықтан (40.2)-ні интегралдасақ, онда (40.3) немесе релятивистік бөлшектің кинетикалық энергиясы келесі түрге ие (40.4) (40.4) өрнегі жылдамдықтарда классикалыққа ауысады: ( қатарға жіктеп, болғанда 2-ші ретті аз шамаларды ескермеуге болады). А.Эйнштейн (40.2) жағдайын жалпылай түсті. Оның айтуы бойынша бұл заң материалдық нүктенің кинетикалық энергиясы үшін ғана емес, сонымен қатар толық энергия үшін де орынды, дәлірек айтсақ: массасының кез-келген өзгерісі материалдық өзгерісін тудырады. (40.5) Осыдан Эйнштейн масса мен энергия арасындағы әмбебап тәуелділікке келді: (40.6) (40.5) секілді (40.6) теңдеуі табиғаттың іргелі заңы – масса мен энергияның өзара байланыс заңын көрсетеді: жүйенің толық энергиясы оның массасының вакуумдағы жарық жылдамдығына көбейтіндісіне тең. Толық энергияға сыртқы күш өрісіндегі дененің потенциалдық энергиясы кірмейтіндігін айта кету керек. (40.6) заңын, (40.3) өрнегін ескере отырып, келесі түрде жазуға болады: осыдан тыныштықтағы дене(Т=0) энергияға, яғни тыныштық энергиясына ие болатынын көреміз. Классикалық механикаға сәйкес болғанда тыныштықтағы дененің энергиясы 0-ге тең. Уақыттың біртектілігінің салдарынан релятивистік механикада классикалық механикада сияқты энергияның сақталу заңы орындалады: тұйық жүйенің толық энергиясы сақталады, яғни уақыт бойынша өзгермейді. (40.6),(39.4) формулаларынан бөлшектің толық энергиясы мен импульстың арасындағы релятивистік байланысты табамыз: (40.7) (40.6) теңдеуіне қайта оралып, оның әмбебап сипатқа ие екенін айта кету керек. Ол энергияның барлық формалары үшін қолданылады, яғни қандай да болмасынэнергиямен масса байланысты (40.8) және керісінше, кез-келген массамен белгілі бір энергия байланысты. (40.6) Әлдебір бөлшектер жүйесінің орнықтылығы мен байланыс беріктігін сипаттау үшін байланыс энергиясын қарастырады. Жүйенің байланыс энергиясы осы жүйені құрамдас бөліктерге жіктеуге қажетті жұмысқа тең. Жүйенің юайланыс энергиясы , (40.9) мұндағы - i-ші бөлшектің бос күйдегі тыныштық массасы; М0 – n бөлшектен тұратын жүйенің тыныштық массасы. Масса мен энергияның өзара байланыс заңын ядролық реакциялар кезіндегі энергияның бөлінуіне қатысты тәжірибелер тамаша дәлелдеді. Ол ядролық реакциялар мен элементар бөлшектердің түрленуі кезіндегі энергетикалық эффектілерді есептеу үшін кеңінен қолданылады. Арнайы салыстырмалы теория осыған дейін тұрақты болып қалыптасқан көптеген түсініктерді қайта қарауды талап етті. Дене мссасы тұрақты шама емес, ол дене жылдамдығына тәуелді; денелердің ұзындығы және оқиғалар ұзақтығы абсолют шамалар емес, олар салыстырмалы сипатқа ие; масса мен энергия материяның әр түрлі қасиеттері болғанымен, өзара байланысты. Қалыптасқан түсініктердің осылай құлдырауын кейбір буржуаз философтар идеализмнің екі түрін тарату үшін қолдануға талпынды. Олар энергетизм және философиялық релятивизм. Осы теориялардың біріншісі «масса мен энергияның эквиваленттігін» дәлелдей отыра, массаның энегргияға және керісінше, энегргияның массаға түрлену мүмкіндігін қарастырды. Масса мен энергияның өзара байланыс заңы бойынша энергияның кез-келген түрленуі массаның өзгерісін тудырады, алайда бұл жағдайда масса энергияға айналмайды. Масса мен энергияның өзара байланыс заңы материя мен қозғалыстың бірлігінің дәлелдемесі болып келеді. Бұл диалектикалық матириализмнің негізгі түсініктерінің бірі. Философиялық релятивизмнің айтуы бойынша біздің танымымыз салыстырмалы және ол «бақылаушының таңдаған бақылау нүктесіне» тәуелді. Алайда біздің танымымыздың салыстырмалылығы пастулаттар мен Эйнштейн теориясынан шықпайды. Денелердің ұзындығы мен оқиғалардың ұзақтығы әр түрлі инерциалдық санақ жүйелерінде әр түрлі болғанымен, бұл факт бізді қоршаған әлемді объективті бейнелеуге болмайды деген түсініктің орнығуына негіз бола алмайды. В.И.Ленин өзінің «Материализм және Эмприокритицизм» атты кітабында былай жазған: «Адамдардың кеңістік пен уақыт жайлы түсініктері салыстырмалы, алайда осы салыстырмалы түсініктерден абсолют ақиқат құралады, осы салыстырмалы түсініктер дами отыра, абсолют ақиқат жолымен жүреді, оған жақындай береді. Материяның құрылысы мен қозғалыс формалары жайлы ғылыми білімнің өзгермелілігі сыртқы әлемнің объективті шындығын жоққа шығара алмайтындай кеңістік пен уақыт жайлы адамдардың түсініктерінің өзгермелілігі осы ұғымдар жайлы объективті шындықты жоққа шығара алмайды». Салыстырмалы теорияның негізгі қорытындысы ретінде келесіні айтуға болады: кеңістік пен уақыт өзара органикалық байланыста және материяның ортақ өмір мүру формасы – кеңістік-уақыт ұғымын құрайды. Сол себепті оқиғалар арасындағы кеңістік-уақыттық интервал абсолютті, ал осы оқиғалар арасындағы кеңістіктік және уақыттық аралықтар салыстырмалы. Сондықтан Лоренц түрлендірулерінен туындайтын салдар қозғалатын материяның кеңістікті-уақыттық қатыстардың көрінісі болып келеді. жүктеу/скачать 1,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|