激光冷却原子

爱因斯坦认为,光是由光子组成的,光子是场的粒子,光子像实物粒子一样,也具有一定的动量p=E/c=hv/c=mc2/c=mc,因为光的速度很大c=3×108m/s,所以光子的运动质量就很小了.光子的动量如此之小,以致于我们在日常生活中几乎感觉不出它来.但是,对一个质量很小的原子来说,当它和光子相互作用时,光子动量就会引起原子的速度有可观的变化.     

对译文《相对论质量》作一点说明

译文《相对论质量》[1]介绍了一种推导相对论质量变换公式的简明方法.这里不妨对译文中的例子作点说明,以帮助近学者弄清有关的相对论的基本概念,对问题有个正确的理解. 首先,相对论中虽然动量P和能量E构成四度矢量,但当力满足反作用定律时,封闭系统的动量仍为一个守恒量[2].因此,于译文例中两个物体组成的封闭系统,碰撞前后动量守恒.动量守恒在S系中表述为 M00=m(V)V-m(-V)V(1)在S0系中表述为 M(V)V=m(U)U(2)式中M0为碰后两个物体合为一体时的静质量. 从式(1)只能得到 m(V)=m(-V)并不能给出其函数的具体表达式.要求变换关系具体表达…     

相对论运动学在粒子物理学中的应用(二)

4.弹性散射运动学 在一粒子与另一粒子的碰撞中,若只有动能的交换,粒子内部状态并无改变,则称此过程为弹性碰撞或弹性散射. 设质量为m1,动量为p的相对论性粒子沿x方向射向起始静止、质量为m2的靶粒子.碰撞后,入射粒子偏离x方向发生散射,靶粒子则发生反冲(参见图2).称入射粒子散射后的运动方向与入射方向间的夹角θ1为散射角,并称靶粒子反冲方向与入射方向间的夹角θ2为反冲角.设散射后粒子m1的动能和动量分别为T1和p1,粒子m的动能和动量则分别为T2和p2由能量守恒很容易得出,弹性散射过程中动能守恒.即 T=T1 T2(13)式中T为入射粒子的动能.…     

相对论质量

以下质量变换公式的推导由于共简明性可能对教师在他的无止境的研究中会有帮助。考虑一个相对于实验室So系以速度V运动的一维参考系S。设两个相同的物体相对于S系具有速度-V和 V。相对于So系,这两个物体的速度分别为0和U。相应的质量为mo和m(U)。根据对称性,发生一次非弹性碰撞,将使两个物体都静止在S系上。因此,动量守恒取以下形式: 并且,由著名的速度变换公式得出:从以上方程式中消去V,便可得相对论质量变换公式:选自: Amer.J Phys Vo48. No9(1980) p779.相对论质量@俞慕寒$哈尔滨师大附中高一(2)班 @L.C.Baird…     

无需利用洛伦兹变换的相对论质能关系新推导

依据相对性原理以及相对论动量、能量的基本定义和相应的动量守恒、能量守恒定律,针对静质量不为零的粒子,给出一种无需依赖运动学具体时空变换关系而主要在动力学范围内得到相对论质能关系的新推导.     

不依赖守恒定律推导相对论质速关系

相对性原理要求粒子的动量和能量对于速度的依赖关系在不同的惯性系中具有相同的函数形式,由此无需利用守恒定律和洛伦兹变换公式直接推导出相对论质速关系,证明了守恒定律和洛伦兹变换公式都不是推导相对论质速关系的必要条件.由相对论质速关系进一步可得到惯性系的广义洛伦兹变换公式,从而揭示了质能关系和质速关系是比洛伦兹变换公式适用范围更广的相对论基本公式.     

从陈子定理看相对论力学

通过巧妙地让陈子定理包含光速，可以得到粒子运动的相对论速度基本关系．根据这个相对论速度基本关系，可以推导出相对论质点动力学方程，能量质量关系，动量能量关系，洛伦兹变换等结果．     

粲夸克偶素物理实验研究新结果

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的ψ(2S)大数据样本,通过ψ(2S)的辐射跃迁及强子跃迁过程,开展了粲偶素物理的广泛研究.测量了χc0、χc1、χc2、ηc和J/ψ粒子的有关性质,寻找了ηc(2S)和hc(1P)粒子.在一系列重要结果中有:χc0粒子的宽度与质量、ηc粒子的质量、J/ψ的轻子衰变分支比的精确测量结果以及χc0、χc1、χc2的许多衰变道的首次测量结果.     

分析热力学的应用：平衡态热力学中温度的相对论变换

用分析热力学的观点和方法研究了温度的相对论变换公式，得到了与Planck，Einstein和de Broglie完全相同的结果：T=1-β²T₀；分析热力学的特色和 优点是，在推演过程 中根本不需要δQ=1-βδQ₀这一可能引起争议的和p=p₀这 一显而易见的相对论变换公式，它们是作为附带结果出现的. 关键词： 分析热力学 相对论热力学 平衡态热力学 热力学基本Poisson括号     

π弦在重离子碰撞实验中的效应

在能量为s=5.5TeV的LHCPb?Pb重离子碰撞实验中,研究了和手征相变相关的π弦的可观测效应.利用Kibble-Zurek机制讨论了π弦的产生和演化.在LHCPb-Pb重离子碰撞实验中,如果手征相变发生并且是二级相变,那么π弦将会产生然后衰变.π弦的主要效应是:π弦衰变成大量的末态π粒子,这些大量的π粒子,主要分布在动量为143MeV的低动量空间;同时π弦的衰变还伴随着大量中性π粒子,这些中性的π粒子主要分布在动量为21MeV的低动量空间.     

快度在狭义相对论中的应用

双曲函数不仅是一种数学表达形式,同时在粒子物理中也有非常广泛的应用.快度是双曲空间中一个虚构的角度,通过数学代换方法,可将狭义相对论中的速度变换公式表述成一个简单的双曲旋转,这一旋转角度就是快度.快度与速度变换中的β因子有关.本文详细推导了这一代换过程,给出快度与β因子的具体关系以及快度在能量和动量的表现形式.快度有非常丰富的物理意义,它不仅能把狭义相对论在双曲空间中表现为一种更加简单直观的形式,而且其本身蕴含粒子能量和动量的信息,在高能物理中也被科学家广泛应用.     

康普顿散射理论计算中的困惑

康普顿根据狭义相对论的质量与能量相关的能量与动量守恒条件 hv+m_0c~2=hv′+mc~2 (1) P=P′+mv (2) 求出康普顿散射波长移动公式 Δλ=h/mc(1-cosθ)=0.0485262sin~2(θ/2(?)) (3) 或写成能量损失公式 ΔE=E/(1+mc~2/E(1-cosθ)) (4) 由动量守恒条件(2)和公式(4),还求出电子反冲角Φ的余切公式 ctgΦ=(1+E/mc~2)tg(θ/2) (5) 近年来已发现康普顿理论与实验结果有一定的误差。而这种误差对于不同的散射材料有不同的数值,因而估计到这可能是来自于分子或原于中的电子本身的动量的影响,导致发现了康普顿散射缺陷。从而提出了修正的新理论,一种新的波长移动公式为 式中P_z为结晶学矢量。 对于康普顿缺陷,R.J.Weiss和M.J.Cooper作了深刻的研究,对于使用能量较低的X射线源(一般是Mo_(K_α)和Mo_(K_β)射线)测量到的康普顿缺陷值约10eV左右,但对于使用能量较高的γ射线,康普顿散     

关于质速关系m=m_0/{(1-v~2/c~2)1/2}的一个简单证明

狭义相对论的一个重要关系式 ,在非物理专业的普通物理教材中,一般并没有加以证明;即使少数教材给出了证明,其过程也很复杂.本文介绍一种简易的证明方法,可使初学者在较短时间内尽快地掌握这一公式的来龙去脉. 动量守恒定律在自然界中是普遍成立的,不同惯性系的观察者测量的物体相对于同一惯性系的动量应相等.这就是本文证明的出发点. 为简单起见,假设K'坐标系相对于K坐标系作匀速。运动,其运动方向沿x轴正方向,并且在两坐标系重合时;双方的钟都指向0(即t=t'=0),有一静止质量为m0的质点在其中运动,运动方向沿x(或x')轴,如图所示. 由K'系中…     

在工科物理中如何讲相对论动力学

讲相对论时学生已具有伽里略变换协变性和线性代数的知识,因此在工科物理中由洛伦兹变换协变性出发讲相对论动力学是可行的。教学的重点和难点在于如何让学生相信,相对论粒子的动量必须用四维动量来表达。     

吸能反应阈值的简便计算方法

在吸能核反应中,入射粒子至少应该具有多大的能量才能使核反应进行,这就是核反应中的阈值计算问题.为了得到实验室系中的阈值,一般是先求出质心系中的阈能,然后利用实验室系和质心系的能最转换关系得出实验室系中的阈能[1][2].本文根据核反应中的能量守恒和动量守恒定律,仅用实验室系直接得到同样结果. 用m、E、v和p分别表示粒子的质量、动能、速度和动量,用下标a、A、b和B分别表示入射粒子、靶核、出射粒子及剩余核,并假定反应前靶核为静止.根据能量守恒定律有 你。c\凤)+(叫c’)-(cbC’十印十(CBBV马)得几十EB一民一(B。+BA-Ah-bB)/…     

E2》H2的均匀正交电磁场中带电粒子的相对论运动

通过求解带电粒子在均匀电场中与坐标系选取无关的三维矢量相对论运动方程,进而利用洛伦兹变换方法,求得了带电粒子在E2>H2的均匀正交电磁场中相对论运动轨迹的一般三维矢量式.并使用Mathematica软件在直角坐标系中描绘了相应的粒子相对论运动轨迹图.     

北京谱仪大型精密圆柱漂移室dE/dx粒子识别的研究

本文简要描述了北京谱仪主漂移室的dE/ds粒子识别方法,给出在物理实验应用中dE/dx性能测量的主要结果.经过系统效应的软件修正和绝对的能量刻度后,对最小电离粒子(0.4—0.5GeV/c的π)大于30次dE/dx取样的能量分辨率为7.5%.大于3σK/π分离的动量p≤0.65GeV/c.大于3σe/π分离的相应动量范围为0.2≤p≤4GeV/c.     

狭义相对论的几何表示

文中提出了一种狭义相对论的几何直观表示方法,从而导出众所熟知的洛仑兹变换;并由此说明时间、长度的相对性,和导出运动粒子质量随速度变化的公式,这种方法较其它说明或推导方法直观而简单。 一、前言 在狭义相对论的文献中,对时空的几何表示有两种方法[1-2],第一种方法为闵可夫斯基几何方法,惯性系S以(x,ct)组成直角坐标,而相对于S系以匀速υ沿x方向运动(在t=t’=0时原点重合)的惯性系S’则以斜坐标(x’,ct’)表示(图1),两坐标系的坐标轴夹角φ1=tg’-1(　),其中c为光速。在这种表示法中,质点的位移在S和S’系中若要用同一世界线表示时,…     

粲夸克偶素物理实验研究新结果

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的ψ（2S）大数据样本,通过ψ（2S）的辐射跃迁及强子跃迁过程,开展了粲偶素物理的广泛研究。测量了xc0、xcl、xc2、ηc和J／ψ粒子有有关性质,寻找了ηc(2s)和hc(1P)粒子。因一系列重要结果中有：xc0粒子的宽度与质量、ηc粒子的质量、J／ψ的轻子衰变分支比的精确测量结果以及xc0、xcl、xc2的许多衰变道的首次测量结果。     

相对论修正对麦克斯韦-玻耳兹曼分布律的影响

在本文中,分别推导了低速情形（E≈m0c^2＋p^2/2m0）和一般情形（E=√p^2c^2＋m0^2c^4）下考虑相对论修正的动量分布表达式和速率分布表达式,发现低速情形下修正后的动量分布形式与不考虑修正的动量分布在形式上一致,而速率分布形式发生了改变;对一般情形的动量分布函数和速率分布函数进行了数值模拟并对结果进行了必要讨论．我们发现当β减少时整个动量分布曲线向大动量区域延伸,当β较大,即温度较低使得p〈1时,一般情形将近似为低速情形．