83 质量随速度而增大 质能关系.ppt

§8.3质量随速度而增大质能关系牛顿力学中惯性质量和速度的关系状态量理论和实验表明质量和速度的关系为:质速关系反映了物质与运动的不可分割性。右图曲线表示质量随速度增大情况。例：子以v=0.9c的速度运动求此时的质量为静止质量的多少倍？相对论中：二、相对论动量与动能三、相对论的能量推导过程：相对论质能关系：相对论中质量与能量等效质量守恒即能量守恒质量的变化意味着能量的变化：讨论每秒钟太阳辐射的能量即功率：碳的燃烧过程可用以下方程表示：相对论的诞生是人类从对世界的片面认识到完整认识的转折。经典物理认识物质的内部能量是以原子为最小单位来研究的而相对论把粒子和场结合起来讨论则包括了粒子内部的所有结构因而静止能量E0=m0c2是所有内部能量。四、核的聚变和裂变太阳能原子能对每个核当其中这些质子和中子由于吸引相互结合在一起成为一个原子核的过程中都有能量放出这个能量就是这个核的结合能。实际结合能的计算直接利用质能关系实际要用原子质量计算可改为轻核聚合成较重的核释放出能量的过程称为轻核聚变。氢-3核例:氢弹的爆炸过程可用以下方程表示：氢的三种同位素及其三种水常用的聚变反应有下面4个：核聚变的产生条件根据计算聚变反应引起的太阳质量减小率只是3×10-19kg/s是很小的量。目前太阳处于“中年”估计太阳还有寿命50亿年。3.核裂变重核裂变为两个中等核而释放能量的过程称为重核裂变。1.裂变产物通常是一块较重一块较轻即不对称裂变的概率大。2.裂变产物由于相比它们的稳定核都是有多余电子的所以都有-放射性(寿命很长)由于原子核常处于激发态所以有大量射线放出。因此对放射性废物的处理极为重要。原子弹氢弹自发裂变核爆炸核裂变的链式反应核反应堆中国导弹核潜艇面对巨大的爆炸曼哈顿工程负责人被称为“原子弹之父”奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊他想起了印度一首古诗：爱因斯坦与西拉德起草信件给罗斯福爱因斯坦与美国理论物理学家罗伯特-奥本海默爱因斯坦1933年移居美国在美国爱因斯坦帮助开发曼哈顿岛计划(即利用核的裂变反应制造原子弹)。原子核的裂变原子弹和氢弹枪法原子弹结构原理图1945年8月6日美国向日本广岛投下原子弹。此弹重4082公斤弹长3.05米弹径0.711米装料为60公斤铀235当中只有约1公斤在爆炸中进行了核裂变释放的能量约相等于一万三千公吨的TNT烈性炸药即大概为5.5×1013焦。被称为“小男孩”。原子弹造成了死亡7.1万人伤6.8万人遭到破坏的总面积达12平方公里破坏建筑物5万余所。在距离爆炸地点约200米的半径内高温及炫目的光线使周围的一切东西被烧毁或者褪了颜色强烈的冲击波把烧焦的物体溅到墙壁上。一座繁荣的城市瞬间变成了烟雾弥漫的废墟。原子弹爆炸氢弹爆炸时形成的冷凝云核能利用核聚变能源的无可比拟优点：截至2000年底全世界正在运行的核动力堆共有438座总装机容量为351兆千瓦为提供的电力的16%。核反应堆需要有慢化剂通过它的原子与中子碰撞将快中子慢化为热中子。费米建立的第一个链式裂变反应堆核电站示意图采用中子慢化技术——热中子堆（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨总重1400吨）中国第一座实验用核反应堆外貌秦山核电站广东大亚湾核电站大亚湾核电站夜景铀的储量切尔诺贝利核电站“石棺”的加固工程正在进行这15万KM2土地就像是苏联人在追求科学和工业化甚至军备竞赛中为自己掘下的一个巨大坟墓杳无人烟一切都定格在事故发生的那一刻连新婚夫妇的衣服、结婚宴席仍原封不动地摆在那里谁也说不清将会摆多久。在这个巨大的坟墓里人烟绝迹鸟兽全无谁也不敢走进这个大坟墓。被疏散到核辐射边沿区的人由于粮食短缺便到林中采摘蘑菇然而只吃了几次有人死在了采蘑菇的路上。这都是核辐射的后患。不同意外事件致命危險度