Kérdés # 9be0d

Kérdés # 9be0d
Anonim

Válasz:

Ez az egyenlet a részecske relativisztikus energiájának közelítése az alacsony sebességekhez.

Magyarázat:

Bizonyos ismereteket szereztem a különleges relativitásról, nevezetesen, hogy egy mozgó részecske energiája, amelyet egy tehetetlenségi keretből megfigyelünk, a következő: # E = gammamc ^ 2 #, hol # Gamma = 1 / sqrt (1- (v / c) ^ 2) # a Lorentz-tényező. Itt # V # a megfigyelő által inerciális keretben megfigyelt részecske sebessége.

A fizikusok számára fontos közelítő eszköz a Taylor-sorozat közelítése. Ez azt jelenti, hogy közelíthetünk egy funkciót #f (X) # által #f (x) approxsum_ (n = 0) ^ N (f ^ ((n)) (0)) / (n!) x ^ n #, a magasabb # N #, annál jobb a közelítés. Valójában a nagyszerű sima funkciókhoz ez a közelítés pontos # N # megy # # Oo. Vegye figyelembe, hogy #f ^ ((n)) # a n # F #.

Közelítjük a funkciót #f (x) = 1 / sqrt (1-x) # kicsi #x#megjegyezzük, hogy ha #x# kicsi, # X ^ 2 # még kisebb lesz, ezért feltételezzük, hogy figyelmen kívül hagyhatjuk a rendelés tényezőit. Szóval van #f (x) approxf (0) + f '(0) X # (ez a közelítés Newton-közelítésként is ismert). #f (0) = 0 # és #f '(x) = 1 / (2 (1-x) ^ (3/2)) #, így #f '(0) = 1/2 #. Ebből adódóan #f (x) approx1 + 1 / 2x #.

Most ezt megjegyezzük # Gamma = f ((V / C) ^ 2) #. Valóban, ha # V # kicsi a # C #, amely a napi helyzetekben lesz, a közelítés is így van # Gammaapprox1 + 1/2 (v / c) ^ 2 #. A részecske teljes energiájának egyenletében ezt helyettesítjük # Eapproxmc ^ 2 + 1/2 mV ^ 2 #. Ez adja a kinetikus energiát #E _ ("kin") = E-E_ "többi" approxmc ^ 2 + 1/2 mV ^ 2-mc ^ 2 = 1 / 2mV ^ 2 # alacsony sebességek esetén, ami megfelel a klasszikus elméleteknek. Nagyobb sebességek esetén bölcs dolog, hogy több kifejezést használjunk a Taylor sorozatból, úgynevezett relativisztikus korrekciókkal a kinetikus energián.