中国石油大学（华东）：《近代物理实验》课程教学资源（讲义）实验5-7 动能与动量相对论关系（PPT）

中国石油大学（华东）一 近代物理实验 实验5-7动能与动量相对论关系 刘超卓 理学院物理与光电工程系

刘超卓 理学院 物理与光电工程系 中国石油大学（华东）——近代物理实验 实验5-7 动能与动量相对论关系

目录 ■ 概述 ■ 实验原理 ■ 实验装置 实验内容 ·注意事项

目录 ◼ 实验原理 ◼ 实验装置 ◼ 实验内容 ◼ 概述 ◼ 注意事项

概述 ·物体动量与能量间的关系： 经典力学 相对论力学

概述  物体动量与能量间的关系： 经典力学 相对论力学

概述 ·考察的对象：B源发射的电子 Exax E

概述  考察的对象：源发射的电子 动量： 动能： 半圆磁谱仪 闪烁能谱仪

概述 ·验证运动电子服从的运动规律； ·了解β磁谱仪和闪烁能谱仪的原理、技术； ·体会实验设计的技巧：

概述  验证运动电子服从的运动规律；  了解磁谱仪和闪烁能谱仪的原理、技术；  体会实验设计的技巧；

实验原理：动量与能量关系 经典力学：质量m与速度无关 m(v)=m, p=mou E=2 mo

实验原理：动量与能量关系 经典力学：质量m与速度无关 m m () = 0 0 2 0 1 2 k p m E m    =   =   2 0 2 k p E m =

m(o)= mo 相对论：质量m与速度有关 p=m(v)v Ex=m(v)c2-moc2 Ex =/(pe)'+mic"-mc

相对论：质量m与速度有关 ( ) 0 2 2 1 m m c   = − ( ) ( ) 2 2 k 0 p m E m c m c     =    = −  ( ) 2 2 4 2 E pc m c m c k = + − 0 0

动量能量关系曲线 35 2,6 米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米 E= 2m,c2 0.6 E V(pc 2+mc -m,c2 03 0.4 0.6 0.8 12 1.4 1.6 1.8 pc /MeV 速度(1c)0.000.360.620.760.84 0.890.920940.950.96097

( ) 2 2 2 0 p m c c = 2 0 2 Ek p m 经典力学： = ( ) 2 2 4 2 E p k m c0 0 相对论： = + − c m c ( ) 2 2 0 2 k pc E m c = ( ) 2 2 4 2 E pc m c m c k = + − 0 0 速度(/c) 0.00 0.36 0.62 0.76 0.84 0.89 0.92 0.94 0.95 0.96 0.97

实验原理：动量的测量 ·半圆聚焦β磁谱仪 guB= 7D2 R p=mu =gR 个 带电粒子 粒子的动量与质量无关！

实验原理：动量的测量  半圆聚焦磁谱仪 带电粒子 2 m q B R   = p m=  R B 粒子的动量与质量无关！ p R = qB

2R 0 像差：△x=2R-2 Rcosp.cos中 点源· 分辨率： △x 2R

 102 x x y 2R 像差：  = −  x R R 2 2 cos cos   0 1 2 点源 2 p x p R   分辨率： =