Главная > Физика > Механика (Зубов В.Г.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 40°. Влияние скорости движения тела на его ускорение

В последние годы XIX в. Анри Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли и впервые исследовали новое физическое явление, получившее название радиоактивности. Явление радиоактивности состоит в том, что такие вещества, как уран, радий, торий и другие, подобные им, непрерывно испускают мощное излучение. В составе этого излучения имеются быстрые электроны и ядра атомов газа гелия. Это открытие положило начало созданию современных представлений о строении ядра атома, подготовило возникновение современной атомной энергетики, открыло новую страницу в развитии физики и современной техники.

Исследования особенностей поведения быстрых электронов, испускаемых при радиоактивном распаде урана, принесли и новые открытия в механике. Эти исследования обнаружили совершенно новое явление, неизвестное до тех пор. Оказалось, что ускорения, получаемые электроном, зависят не только от действия окружающих тел, но и от состояния движения самого электрона (от его скорости).

Такая важная зависимость была обнаружена при изучении траекторий движения электронов в постоянных магнитных и электрических полях. Магнитное поле искривляет траекторию движения электронов (рис. 2.12), сообщает им нормальные ускорения, которые могут быть заранее вычислены. Результаты расчетов хорошо совпадают с данными опыта только для тех случаев, когда скорости электронов не очень велики. Но электроны, выбрасываемые при радиоактивном распаде, имеют скорости свыше 150 000 км/с. Оказалось, что результаты расчетов для движений с такими большими скоростями не совпадают с результатами опыта.

Рис. 1.12.

Опыт показал, что при одном и том же действии магнитного поля нормальные ускорения становятся тем меньше, чем больше скорость движущегося электрона. Было установлено, что нормальное ускорение убывает по закону

где у — скорость электрона, а скорость светового сигнала.

Электрическое поле может изменять не только направление, но и модуль скорости электрона. Опыты показали, что и тангенциальное ускорение возникающее при неизменном действии электрического поля, тоже убывает с ростом скорости электрона. Замечательным оказалось и то, что тангенциальное ускорение убывает значительно быстрее, чем нормальное. Измерения показали, что тангенциальное ускорение изменяется по закону

Объяснение этим удивительным явлениям было дано Эйнштейном в теории относительности. Эйнштейн также показал, что такая зависимость ускорения от скорости движения является общей для тел любой природы.

Таким образом, в дальнейшем мы должны будем учитывать два новых экспериментальных результата: при заданных внешних воздействиях ускорение зависит от скорости движения тела; при увеличении скорости тела тангенциальное ускорение убывает быстрее, чем нормальное ускорение.

Отметим также, что эта зависимость ускорений от скорости тела становится заметной при скоростях, близких к 300 000 км/с. При таких движениях земных тел, с которыми будем иметь дело мы, эта зависимость практически не проявляется. Но, например, при создании современных ускорителей заряженных частиц эту зависимость необходимо учитывать. Приходится специально изменять режимы работы ускорителя, обеспечивать возрастание действия магнитных и электрических полей так, чтобы частицы могли разгоняться до скоростей, близких к 300 000 кмс.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление