Переход:.....Назад.....Содержание.....Вперед

ДОПОЛНЕНИЕ 3. НОВАЯ ФОРМУЛА  ДЛЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

[Дополнение 3 появилось на этом сайте исключительно благодаря сообщению Вячеслава Дудника vdudnik@chem.utoronto.ca (см. Гостевую книгу этого сайта).  ]

          В разделе 9 мы получили формулу (9.20) для зависимости кинетической энергии частицы от ее скорости вида

.  (Д3.1)

где bu = u/cu, cu= сo (1+ u2/сo2)1/2, которая совпадает с зависимостью кинетической энергии частицы от ее скорости из специальной теории относительности (СТО).

Если ввести обозначение bо = u/cо , то, поскольку

 129.gif (1416 bytes)  и   131.gif (1102 bytes),     (Д3.2)

формулу (Д3.1) можно представить в виде

134.gif (1192 bytes). (Д3.3)

Но мы можем получить формулу для зависимости кинетической энергии от скорости частицы, не совпадающую с формулой из СТО. Действительно, формулу (9.16) из раздела 9 можно представить в виде

,     (Д3.4)

где bо = u/co.

В формуле (Д3.4) произведем без каких-либо предположений (в противоположность тому, как это было в разделе 9) следующие преобразования

    (Д3.5)

где со – скорость света в вакууме от неподвижного источника (константа).

С учетом выражения (Д3.5) выражение (Д3.4) можно переписать в виде

  145.gif (1265 bytes) (Д3.6)

Определим теперь полную энергию, отобранную частицей у электростатического поля и превратившуюся в кинетическую энергию частицы, проинтегрировав выражение (Д3.6) в пределах от нуля до bo

(Д3.7)

Выполнив в выражении (Д3.7) интегрирование, получим (НОВАЯ ФОРМУЛА)

, (Д3.8)

где bо = u/co. Формулу (Д3.8) с учетом выражений (Д3.2) можно записать в виде

(Д3.9)

Тогда, если  считать, что

    (Д3.10)

является энергией покоя частицы, то формулу (Д3.8) можно трактовать как разность между полной энергией частицы

 (Д3.11)

и энергией покоя частицы (Д3.10).

После возведения обеих частей уравнения (Д3.11) в квадрат получим выражение

 105.gif (1204 bytes),  (Д3.12)

которое можно (тоже вполне естественно)  рассматривать в новой теории пространства-времени как второе соотношение между полной энергией частицы E и ее импульсом p = mou.

Напоминаем, что подставив в формулу p = mou выражение (7.13), мы имеем выражение

(Д3.14)

которое определяет импульс частицы в специальной теории относительности.

Разрешив выражение (Д3.3) относительно скорости частицы, получим первую зависимость скорости частицы от ее кинетической энергии в новой теории пространства-времени

 (Д3.15)

Из этой формулы следует, что если кинетическая энергия частицы W превышает 42% от moco2, то такая частица должна двигаться со сверхсветовой скоростью.

Разрешив выражение (Д3.8) относительно скорости частицы, получим вторую зависимость скорости частицы от ее кинетической энергии в НРТПВ

.   (Д3.16)

Из формулы (Д3.16) следует, что если кинетическая энергия частицы превышает 61% от moco2, то такая частица должна двигаться со сверхсветовой скоростью.

Нетрудно убедиться, что при u << co , то есть при переходе к скоростям, значительно меньшим скорости света в вакууме, из формул (Д3.8) и (Д3.9) также  вытекает формула нерелятивистской механики

W = mo u2/2 , (Д3.17)

как и из формул (Д3.1) и (Д3.3).

В табл. Д3.1 и Д3.2 приведены результаты расчета кинетической энергии частицы по формулам (Д3.8) и (Д3.3). В этих таблицах: bo = u/co; W(Д3.8) – значение кинетической энергии, рассчитанное по формуле (Д3.8); W(Д3.3) – значение кинетической энергии, рассчитанное по формуле (Д3.3).

Таблица Д3.1. В диапазоне от b o = 0,1 до b o = 0,9.

b o

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

W(Д3.8) / (mco2)

0,005

0,0202

0,0460

0,0831

0,1325

0,1953

0,2729

0,3667

0,4784

W(Д3.3) / (mco2)

0,005

0,0198

0,0440

0,0770

0,1180

0,1662

0,2207

0,2806

0,3454

wpe10A.jpg (17701 bytes)

Рис. Д3.1. Графики, соответствующие табл. Д3.1.

Таблица Д3.2. В диапазоне от bo = 1,0 до bo = 9,0.

b o

1

2

3

4

5

6

7

8

9

W(Д3.8) / (mco2)

0,609

3,393

10,21

23,03

43,86

74,69

117,5

174,3

247,2

W(Д3.3) / (mco2)

0,414

1,236

2,162

3,123

4,099

5,083

6,071

7,062

8,055

wpe10B.jpg (19043 bytes)

Рис. Д3.2. Графики, соответствующие табл. Д3.2.

Из рис. Д3.2 видно, что при расчете по формуле (9.20) из раздела 9 (она же формула (Д3.3)) кинетическая энергия для сверхсветовых скоростей существенно меньше, чем при расчете по формуле (Д3.8).

Подставив формулу (Д3.15) в формулу (9.8), получим первую зависимость радиуса кривизны траектории заряженной частицы в поперечном магнитном поле от кинетической энергии частицы, вытекающую из новой теории пространства-времени

 (Д3.18)

Эта зависимость совпадает полностью с аналогичной зависимостью из специальной теории относительности.   Зависимость (Д3.18) можно также преобразовать к виду

 (Д3.19)

            Подставив формулу (Д3.16) в формулу (9.8),  получим вторую зависимость радиуса кривизны траектории заряженной частицы в поперечном магнитном поле от кинетической энергии частицы, вытекающую из новой теории пространства-времени

407.gif (1397 bytes).     (Д3.20)

Формула (Д3.20) не совпадает с формулой из СТО. Поэтому в будущем еще предстоит установить, по какой же формуле (Д3.3) или (Д3.8) в реальной действительности кинетическая энергия частицы зависит от скорости движения частицы при больших скоростях частиц.

          Таким образом, из новой теории пространства-времени следует, что частицы движутся со сверхсветовой скоростью, либо если их кинетическая энергия превышает 42% от их энергии покоя по одной формуле, либо если их кинетическая энергия превышает 61% от moco2.

Переход:.....Назад.....Содержание.....Вперед