Navigation




Эксперименты по релятивистской кинематике

2013-05-15, Естествознание , Дмитрий Белабенко

,

Статья Эксперименты по релятивистской кинематике перенесена на страницу социальной сети VK по адресу Статья Эксперименты по релятивистской кинематике. Перенос осуществлен в связи с прекращением действия сайта в скором будущем.

Переведенная статья [1]. Некоторые имена, фамилии и названия работ в ней указаны на иностранных языках.

Кинематика в основном исследует то, как энергия и законы о сохранении импульса ограничивают и затрагивают физические взаимодействия. Два основных предсказания специальной теории относительности в этом отношении то, что у массивных объектов будет предельная скорость с (скорость света), и что их «релятивистская масса» должна увеличиваться с увеличением скорости. Это последнее свойство подразумевает, что уравнения Ньютона для сохранения энергии и импульса будут нарушены огромными факторами для объектов со скоростями, приближенными к скорости света, и что должны применяться соответствующие формулы специальной теории относительности. Это стало настолько очевидным в экспериментах с элементарными частицами, что немногие эксперименты проверяют уравнения специальной теории относительности, а фактически все эксперименты с элементарными частицами полагаются на специальную теорию относительности в их анализе. Исключениями являются, прежде всего, ранние эксперименты, измеряющие энергию как функцию скорости для электронов и протонов.

Отметьте, что система обозначений изменилась за прошлое столетие, и текущая литература сосредоточена больше на массе покоя, чем релятивистской массе, потому что масса покоя инвариантное свойство объекта. В этой статье использование термина «масса» означает массу покоя. Смотрите также эту страницу {http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html} часто задаваемых вопросов.

Упругое рассеивание.

Champion, Proc. R. Soc. A136 (1932), pg 630.

Упругое рассеивание между электронами.

Foley et al., “Experimental Test of the Pion-Nucleon Forward Dispersion Relation at High Energies” [Экспериментальное определение отношения прямого пионно-нуклонного рассеивания в высоких энергиях], Phys. Rev. Lett. 19 no. 4 (1967), pg 193.

Отношение рассеивания, в основном, выражаемое сохранением вероятности, и ее закономерность при различных энергиях связанная релятивистской кинематикой.

Akerlof et al., “Elastic Proton-Proton Scattering at 90° and Structure within the Proton” [Упругое рассеивание между протонами под углом девяносто градусов и структура в пределах протона], Phys. Rev. 159, no. 9, pg 1138 (1967).

В механике Ньютона, когда два объекта с равной массой упруго рассеиваются, в покоящейся системе отсчета одной начальной частицы, две излучаемые частицы всегда перемещаются под прямым углом друг к другу. В специальной теории относительности этот угол может быть намного меньше, чем прямой угол, а в этом эксперименте он поразительно меньше чем девяносто градусов (как видно на рисунке 3)

Эксперименты, которые показали ограниченность скорости света.

Alspector et al., Phys. Rev. Lett. 36, pg 837 (1976).

Сравнение скоростей нейтрино и мюона в ферми лаборатории.

Kalbfleisch et al., Physics Review Letters 43, pg 1361 (1979).

Сравнение скоростей нейтрино, мюона и антинейтрино по диапазону энергий в ферми лаборатории.

Guiragosian et al., Phys. Rev. Lett. 34 no. 6 (1975), pg 335.

Измерение относительных скоростей электронов и гамма лучей с энергией 15 ГэВ. Никаких существенных различий не наблюдалось с точностью 2 к 107. Смотрите также Брауна и других.

G.L. Greene et al.,“Test of special relativity by a determination of the Lorentz limiting velocity: Does E=mc2?” [Тест специальной теории относительности по определению Лоренцева ограничения скорости: равно ли E и mc2?] Physical Review D 44 (1991) R2216.

Анализ, комбинирующий результаты нескольких экспериментов, дает результат, что Лоренцево ограничение скорости равно скорости света с точностью 12 к миллиону.

Stodolsky, “The Speed of Light and the Speed of Neutrinos” [Скорость света и скорость нейтрино], Phys. Lett. B201 no. 3 (1988), pg 353.

Сравнение скоростей нейтрино и фотона от сверхновой звезды SN1987A устанавливает границы различия скорости света приблизительно как 1 к 108.

Изменение релятивистской массы электронов.

В начале двадцатого века существовала альтернативная теория Абрахама, которая теперь мало известна, потому что эти эксперименты отклонили ее в пользу специальной теории относительности. Критический обзор экспериментальных данных относительно модели Лоренца по сравнению с моделью Абрахама был дан в Farago and Jannossy, Il Nuovo Cim. Vol5, No 6, pg 1411 (1957).

W. Kaufmann, Nachr. K. Ges. Wiss. Goettingen 2, pg 143 (1901)

W. Kaufmann, Nachr. K. Ges. Wiss. Goettingen 3, pg 291 (1902);

W. Kaufmann “Die elektromagnetische Masse des Elektrons” [Электромагнитная масса электрона], Phys. Zeitschr. 4, pg 54 (1902)

W. Kaufmann, Nachr. K. Ges. Wiss. Goettingen 4, pg 90 (1903)

W. Kaufmann, “Uber die Konstitution des Elektrons” [Над основным законом электронов], Ann. Physik 19 ,495 (1906) and Nachtrag 20, 639–640 (1906);

W. Kaufmann, “Uber die Konstitution des Elektrons” [Над основным законом электронов], Sitzungsberichte der preussichen Akademie der Wissenschaften, 1905, Part 2.

W. Kaufmann, “Uber die Konstitution des Elektrons” [Над основным законом электронов], Ann. Physik 19 ,495 (1906);

W. Kaufmann, “Uber die Konstitution des Elektrons” [Над основным законом электронов], Sitzungsberichte der preussichen Akademie der Wissenschaften, 1915, Part 2.

Приводятся некоторые обсуждения о заключениях из экспериментов Кауфмана и анализа его данных. Смотрите например M. Planck, “Die Kaufmannschen Messungen der Ablenkbarkeit der beta-Strahlen in ihrer Bedeutung fur die Dynamik der Electron”, Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, 8, 1906; and M. Planck, “Nachtrag zu der Besprechung der Kaufmannschen Ablenkungsmessungen”, Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, 9, 1907.

A.H. Bucherer, Phyz. Zeitschr. 9 (1908), pg 755; Ber. d. deutschen Phys. Ges. 6 (1908), pg 688.

A. Bucherer, “Die experimentelle Bestatigung des Relativitatsprinzips”, Annalen der Physik, 28, 1909.

-

E. Hupka, Ann. Phys. 31 (1910), pg 169.

-

Cl. Schaefer and G. Neumann, Phys. Zeitschr. 14 (1913), pg 1117.

G. Neumann, “Die trage Masse schnell bewegter Elektronen”, Ann. Phys. 45, pg 529 (1914).

-

Ch.E. Guye and Ch. Lavanchy, Comptes rendus 161 (1915), pg 52.

-

Zahn and Spees, Phys. Rev. 53 (1938), pg 511.

-

Rogers et al., Physical Review 57 (1940), pg 379.

Измерение отношения массы к заряду электрона и скорости бета-частицы (электрона) при распаде Радия. Поддерживает модель Лоренца по сравнению с моделью Абрахама более 10σ.

Meyer et al., Helv. Physica Acta 36 , pg 981 (1963).

-

W. Bertozzi, Am. J. Phys. 32, 551 (1964).

Измерение скорости электронов с энергиями от 0.5 до 15 МэВ.

Geller and Kollarits, Am. J. Phys. 40 (1972), pg 1125.

-

Изменение релятивистской массы протона.

Zrelov, Tiapkin, Farago Soviet Physics JETP, Vol. 34, pg 384 (1958).

-

Калориметрический тест специальной теории относительности.

D.R. Walz, H.P. Noyes and R.L. Carezani, Physical Review A29 (1984), pg 2110.

Мощность луча в SLAC измерялась с использованием повышения температуры в калориметре, для электронов с энергией примерно 17 и 20 ГэВ и токами луча до 15 микроампер. Их результаты подтверждают специальную теорию относительности с точностью 30% и «на много порядков звездной величины больше, чем предсказано в соответствие с теорией автодинамики», автор которой Карезани (также член этой экспериментальной группы).

Основание СТО. Введение
Ранние эксперименты СТО (до 1905 г.)
Проверка двух постулатов Эйнштейна
Растяжение времени. Поперечный эффект Допплера
Парадокс близнецов
Эксперименты по релятивистской кинематике
Эксперименты по сокращению длины
Теорема Людерса-Паули и инвариант Лоренца
Другие эксперименты СТО и ОТО

1. Экспериментальное основание специальной теории относительности

Другие статьи на подобные темы:
Мифы современной физики: корпускула или волна
Поперечный эффект Допплера
Этюды 4, 5, 6 о шарлатанах
Продам парадигму, недорого
Несостоятельность постулата с=const


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.