Mexanika, molekulyar fizika va termodinamika

3.7. Relyativistik dinamika
Kinematikaga maxsus nisbiylik nazariyasi (MNN) tomonidan kiritilgan tuzatishlar u bilan bog‘liq bo‘lgan dinasmikaga ta'sir qilmasligi mumkin emas. Maksimal chegaraviy tezlikning (yorug‘lik tezligi) mavjudligi mexanikaning asosiy qonuni - Nyutonning ikkinchi qonuniga shubha tug‘diradi. Unga ko‘ra, agar kuch jismga yetarlicha uzoq vaqt ta‘sir qilsa, unga har qanday tezlikka erishishiga hech narsa to‘sqinlik qilmaydi. Bunday hodisa sodir bo‘lmasligi uchun, tezlik ortishi bilan tezlanish kamayishi kerak, ammo doimiy kuch bilan, bu faqat jism massasi oshgan taqdirdagina mumkin bo‘ladi.
Bu qanday sodir bo‘lishini elastik bo‘lmagan to‘qnashish misolida baholash mumkin. A.Eynshteyn tomonidan olingan formula quyidagi ko‘rinishga ega
(3.41)
Bu erda m₀ - zarrachaning xususiy sanoq tizimidagi massasi bo‘lib, unga zarrachaning tinchlikdagi massasi deyiladi. Ko‘rib turganingizdek, jismning tezligi ortishi bilan uning massasi ham orta boradi, ya’ni massa nisbiy tushuncha, u sanoq tizimiga bog‘liq. Bundan - relyativistik impuls va dinamikaning relyativistik qonuni quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
(3.42)
(3.42) formuladan ko‘rinadiki, turli inertsial sanoq tizimlari(IST)da kuch turli modul va yo‘nalishga ega bo‘ladi.
bo‘lganda, (3.41) ifodani quyidagi qatorga yoyish mumkin:

bu yerda kamayuvchi qatorning faqat dastlabki ikki hadi taqdim etilgan. Bundan

ya’ni
(3.43)
Bunda oxirgi had kinetik energiya bo‘lgani uchun, qolgan ikkitasi uning o‘lchamiga ega. Bundan tashqari, agar ma’lum bir ISTdagi jism tinch holatda bo‘lsa (E_k = 0), u holda jism tinchlikdagi energiyaga ega:
(3.44)
Bu MNN ning eng mashhur xulosasi bo‘lib, u asrlar davomida energiya jismlarning nisbiy holati bilan (potentsial energiya) yoki harakati bilan bog‘liq (kinetik) bo‘ladi degan ishonchli fikrni rad etdi. Temiryo‘l poyezdi g‘oyatda katta kinetik energiyaga egadek ko‘rinadi, ammo uning tinchlikdagi energiyasi bilan nisbati ~ (c/v)² = 10¹⁴ ga teng. Bundan ko‘rinadiki, g‘oyatda katta miqdor: jism energiyasining asosiy qismi jism tezligi bilan emas uning massasi bilan aniqlanadi. Demak, massa — faqatgina jismning inertlik va gravitatsion o‘zarota’sirlari o‘lchovi emas, balki uning energiyasi o‘lchovi ham.
A.Eynshteyn tomonidan olingan natijaga ishonish nihoyatda qiyin: hech kim hech qachon bunday (3.44) formula talab qiladigan darajadagi ulkan energiyani sezmagan. To‘g‘ri, ko‘pincha biz energiyaning o‘zi bilan shug‘ullanmaymiz, uning o‘zgarishi bilan shug‘ullanamiz. Ba’zi tog‘li qishloqlarda futbol o‘ynashingiz, temirni toblashingiz, trotil zaryadini portlatishingiz mumkin va bularning barchasi dengiz sathidagi kabi sodir bo‘ladi - potentsial energiya farqining hech qanday ta’siri sezilmaydi. Ko‘rinib turibdiki, shunga o‘xshash narsa (3.44) formulada aks etadi va yashirin energiyani qidirishga undaydi. Ko‘p yillar o‘tgach ma’lum bo‘ldiki, u materiyaning faqat chuqur strukturaviy darajasida o‘zini namoyon qilishi va shuning uchun yuqoriroq sathlarda energiya namoyon bo‘lishiga ta’sir qilmasligi aniq bo‘ldi. Yadro qurollarida amalga oshiriladigan katta halokatlarga mazkur energiya olib keladi. Bu to‘g‘risida “Atom yadrosi fizikasi”da batafsil bilib olasiz.