演示约定:速度以光速百分比输入。令粒子速度 v=80% c,先算 γ=1/√(1−β²),再计算 K/(mc²)=γ−1,得到归一化动能 K/(mc²)=0.667。0.8c 时动能约为 0.667mc²,接近光速后继续加速所需能量急剧增加。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“粒子速度 v”时,归一化动能 K/(mc²)会怎样变化?
高速粒子的动能由洛伦兹因子决定,低速时回到 ½mv²,接近光速时增长远快于经典预测。 在交互演示中,纵轴严格表示“归一化动能 K/(mc²)”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:K:相对论动能;γ:洛伦兹因子;m:静止质量;c:真空光速。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“粒子速度 v”,其余量采用明确的演示约定:速度以光速百分比输入。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 K=(γ−1)mc² 建立计算关系。当前模型的实际计算是:先算 γ=1/√(1−β²),再计算 K/(mc²)=γ−1。
0.8c 时动能约为 0.667mc²,接近光速后继续加速所需能量急剧增加。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:0≤v<c;本演示输出以静止能量 mc² 为单位的动能。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:速度以光速百分比输入。令粒子速度 v=80% c,先算 γ=1/√(1−β²),再计算 K/(mc²)=γ−1,得到归一化动能 K/(mc²)=0.667。0.8c 时动能约为 0.667mc²,接近光速后继续加速所需能量急剧增加。
0≤v<c;本演示输出以静止能量 mc² 为单位的动能。
速度以光速百分比输入
读图时先看横轴“粒子速度 v”,再看纵轴“归一化动能 K/(mc²)”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“粒子速度 v”,在“速度以光速百分比输入”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 K=(γ−1)mc²。
调节“粒子速度 v”,在“速度以光速百分比输入”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 K=(γ−1)mc²。
当前输入为 80% c,实时结果为 0.667。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。