相对论动量与动能间关系的验证.pdf

代物理实验论文 对论动量与动能间关系的验证 电子科学与技术 07300300078 齐可元 要：利用半圆聚焦β磁谱仪测定电子的动能与动量，通过软件处理得到动量- 动能函数曲线，将其与利用相对论公式得到的动量-动能函数曲线相比较，从而 验证相对论的正确性，同时对产生的误差进行分析。 关键词：半圆聚焦磁谱仪、动量-动能关系、定标。 相对论作为近代物理的一个重 经典 要组成部分，被认为是物理史上的一 对论 个革命的发现，纠正了以往经典物理 经典 带给人们的错误认识。本实验将利用 半圆聚焦β磁谱仪测量高速运动的 电子的动量与动能，使用函数曲线这 一直观明了的方式来证明相对论理 论的正确性，同时对实验中产生误差 的原因进行探讨。 图一 经典力学与相对论电子动量-动能关系 1.实验原理 由曲线可以看出，经典曲线是一 根据相对论原理，电子质量为： 条很典型的二次抛物线，这与其公式 2 2 相符合，而相对论公式则比较接 于 m m 1 V / C 0 一次函数。如果实验结果比较接近相 其中m 为相对论质量，m0 为电 对论曲线，实验目的就达成了。 子的静止质量。如果电子在垂直于均 匀磁场的平面中运动时，则有： 2.实验仪器 2 实验仪器β磁谱仪的放射源可 mV / R eBV 或： 以放出β粒子，经准直后垂直射入一 P=mV=eBR 均匀磁场，粒子因受到与运动方向垂 对于动量与动能之间的关系，经 直的洛伦兹力而作圆周运动。在场边 典公式和相对论公式有很大的不同。 放置一个能量探测器，其接受狭缝与 其中经典公式为： 放射源相距Δx，则探测器接收到的 2 电子动量为P=Be Δx/2，并将此信号 E P / 2m k 通过微机接口传送给电脑软件，从而 而相对论公式则为： 得到道数分布图，具体的道数-能量