Lý thuyết + Bài tập chương Sơ lược về thuyết tương đối hẹp

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

1

CHÖÔNG VIII : SÔ LÖÔÏC VEÀ THUYEÁT TÖÔNG ÑOÁI HEÏP

50. THUYEÁT TÖÔNG ÑOÁI HEÏP

1. Haïn cheá cuûa cô hoïc coå ñieån

Cô hoïc coå ñieån ( coøn ñöôïc goïi laø cô hoïc niu –tôn, do niu-tôn xaây döïng ), ñaõ chieám moät vò moät vò trí quan

troïng trong söï nghieäp phaùt trieån cuûa vaät lí hoïc coå ñieån vaø ñöôïc aùp duïng roâïng raõi trong khoa hoïc kó thuaät.

Nhöng ñeán cuoái theá kæ XIX ñaàu theá kæ XX, khoa hoïc kó thuaät phaùt trieån raát maïnh, trong nhöõng tröôøng

hôïp vaät chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä xaáp xæ baèng toác ñoä aùnh saùng thì cô hoïc Niu –tôn khoâng coøn ñuùng nöõa. Chaúng

haïn, thí nghieäm cho thaáy toác ñoä c cuûa aùnh saùng chuyeàn trong chaân khoângluoân coù giaù trò c= 300 000 km/s (töùc laø

baát bieán ) khoâng phuï thuoäc nguoàn saùng ñöùng yeân hay chuyeån ñoäng. Hôn nöõa, toác ñoä cuûa caùc haït khoâng theå vöôït

quaù trò soá 300 000 km/s.

Naêm 1905, Anh-xtanh ñaõ xaây döïng moät lí thuyeát toång quaùt hôn cô hoïc niu-tôn goïi laø thuyeát töông ñoái

heïp Anh-xtanh (thöôøng döôïc goïi taét laø thuyeát töông ñoái).

2.Caùc tieàn ñeà Anh-xtanh

Ñeå xaây döïng thuyeát töông ñoái (heïp) , Anh-xtanh ñaõ ñöa ra hai tieàn ñeà, goïi laø hai tieàn ñeà Anh-xtanh,

phaùt bieåu nhö sau:

*Tieàn ñeà I (nguyeân lí töông ñoái) :

Caùc ñònh luaät vaät lí (cô hoïc, ñieän töø hoïc …) coù cuøng moät daïng nhö nhau trong moïi heä quy chieáu quaùn

tính.

Noùi caùc khaùc, hieän töôïng vaät lí dieãn ra nhö nhau trong caùc heä quy chieáu quaùn tính

* Tieàn ñeà II (nguyeân lí veà söï baát bieán cuûa toác ñoä aùnh saùng ) :

Toác ñoä aùnh saùng trong chaân khoâng coù cuøng ñoä lôùn baèng c trong moïi heä quy chieáu quaùn tính,khoâng phuï

thuoäc vaøo phöông truyeàn vaø vaøo toác ñoä cuûa nguoàn saùng hay maùy thu :

C= 299 792 458 m/s≈ 300 000km/s

Ñoù laø giaù trò toác ñoä lôùn nhaät cuûa haït vaät chaát trong töï nhieân.

3. Hai heä quaû cuûa thuyeát töông ñoùi heïp

Töø thuyeát töông ñoái Anh-xtanh, ngöôøi ta ñaõ thu ñöôïc hai heä quaû noùi leân tính töông ñoái cuûa khoâng gian

vaø thôøi gian :

a) Söï co ñoä daøi

Xeùt moät thanh naèm yeân doïc theo truïc toaï ñoä trong heä quy chieáu quaùn tính K ; noù coù ñoä daøi I

0

, goïi laø ñoä

daøi rieâng. Pheùp tính chöùng toû, ñoä daøi l cuûa thanh naøy ño ñöôïc trong heä k, khi thanh chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v

doïc theo truïc toaï ñoä cuûa heä k, coù giaù trò baèng:

l = l

0

2

2

1

v

c

−

< l

0

(50.1)

Nhö vaäy, ñoä daøi cuûa thanh ñaõ bò co laïi theo phöông chuyeån ñoäng, theo tæ leä

2

2

1

v

c

− .

Ñieàu ñoù chöùng toû, khaùi nieäm khoâng gian laø töông ñoái, phuï thuoäc vaøo heä quy chieáu quaùn tính.

b) Söï chaäm laïi cuûa ñoàng hoà chuyeån ñoäng.

Taïi moät ñieåm coá ñònh M’ cuûa heä quaùn tính K’, chuyeån ñoäng vôùi vaän toác v ñoái vôùi heä quaùn tính K, coù

moät hieän töôïng dieãn ra trong khoaûng thôøi gian Δ t

0

ño theo ñoàng hoà gaén vôùi K’. Pheùp tính chöùng toû, khoaûng thôøi

gian xaûy ra hieän töôïng naøy, ño theo ñoâng hoà gaén vôùi heä K laøΔ t, ñöôïc tính theo coâng thöùc :

Δ t =

0

2

2

1

t

v

c

Δ

−

>Δ t

0

(50.2)

Hay laø Δ t

0

<Δ t

Ñoàng hoà gaén vôùi vaät chuyeån ñoäng chaïy chaäm hôn ñoàng hoà gaén vôùi quan saùt vieân ñöùng yeân , töùc laø ñoàng

hoà gaén vôùi heä k. Nhö vaäy, khaùi nieäm thôøi gian laø töông ñoái, phuï thuoäc vaøo söï löïa choïn heä quy chieáu quaùn tính. http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

2

BAØI TAÄP

1.Khi nguoàn saùng chuyeån ñoäng, toác ñoä chuyeàn aùnh saùng trong chaân khoâng coù giaù trò

A. Nhoû hôn c.

B. Lôùn hôn c.

C. Lôùn hôn hoaëc nhoû hôn c, phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn vaø toác ñoä cuûa nguoàn.

D. Luoân baèng c, khoâng phuï thuoäc phöông truyeàn vaø toác ñoä cuûa nguoàn.

2. Khi moät caùi thöôùc chuyeån ñoäng doïc theo phöông chieàu daøi cuûa noù, ñoä daøi cuûa thöôùc ño trong heä quaùn tính k

A. Khoâng thay ñoåi. B. Co laïi, tæ leä nghòch vôùi toác ñoä cuûa thöôùc.

C. Daõn ra, phuï thuoäc vaøo toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa thöôùc. D. Co laïi , theo tæ leä

2

2

1

v

c

− .

3. Tính ñoä co chieàu daøi cuûa moät caùi thöôùc coù ñoä daøi rieâng baèng 30 cm, chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v= 0,8c.

4. Moät ñoàng hoà chuyeån ñoäng vôùi vaän toác v= 0,8c. Hoûi sau 30phuùt ( tính theo ñoàng hoà ñoù ) thì ñoàng hoà naøy chaïy

chaäm hôn ñoàng hoà gaén vôùi quan saùt vieân ñöùng yeân bao nhieâu giaây ?

51. HEÄ THÖÙC ANH-XTANH GIÖÕA KHOÁI LÖÔÏNG VAØ NAÊNG LÖÔÏNG

1.Khoái löôïng töông ñoái tính

Theo cô hoïc coå ñieån, ñoäng löôïng ñaëc tröng cho chuyeån ñoäng veà maët ñoäng löïc hoïc. Trong thuyeát töông

ñoái, ñoäng löôïng töông ñoái tính cuûa moät vaät chuyeån ñoäng vôùi vaän toác v

→

cuõng ñöôïc ñiònh nghóabaèng coâng thöùc coù

daïng töông töï nhö coâng thöùc ñònh nghóa ñoäng löôïng trong cô hoïc coå ñieån: p mv

→ →

= (51.1)

ÔÛ ñaây coù ñieàu khaùc laø, laø ñaïi löôïng m ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc.

0

0

2

2

1

= ≥

−

m

m m

v

c

(51.2)

Trong ñoù c toác ñoä aùnh saùng, m laø khoái löôïng töông ñoái tính cuûa vaät (ñoù laø khoái löôïng cuûa vaät khi chuyeån

ñoäng vôùi vaän toác v), coøn m

0

laø khoái löôïng nghæ ( coøn goïi laø khoái löôïng tónh) cuûa vaät ( ñoù laø khoái löôïng cuûa vaät

khi noù ñöùng yeân, v= 0). Nhö vaäy, khoái löôïng cuûa moät vaät coù tính töông ñoái, giaù trò cuûa noù phuï thuoäc heä quy

chieáu. Khoái löôïng cuûa vaät taêng khi v taêng.

Cô hoïc coå ñieån chæ xeùt nhöõng vaät chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v
c, neân khoái löôïng cuûa vaät coù trò soá gaàn

ñuùng baèng khoái löôïng nghæ m

0

cuûa noù : m≈ m

0

.

2.Heä thöùc giöõa naêng löôïng vaø khoái nöôïng

Thuyeát töông ñoái ñaõ thieát laäp heä thöùc raát quang troïng sau ñaây giöõa naêng löôïng toaøn phaàn vaø khoái löôïng

m cuûa moät vaät (hoaëc moät heä vaät) : E=mc

2

=

0

2

2

1

m

v

c

−

c

2

(51.3)

Heä thöùc naøy ñöôïc goïi laø heä thöùc Anh-xtanh. Theo heä thöùc naøy, khi vaät coù khoái löôïng m thì noù cuõng coù

moät naêng löôïng E, vaø ngöôïc laïi, khi vaät coù naêng löôïng E thì noù coù khoái löôïng töông öùng laø m. Hai ñaïi löôïng naøy

luoân tæ leä vôùi nhau vôùi heä soá tæ leä baèng c

2

: Naêng löôïng = khoái löôïng x c

2

Khi naêng löôïng thay ñoåi moät löôïng Δ E thì khoái löôïng thay ñoåi moät löôïng Δ m töông öùng vaø ngöôïc laïi.

Töø (51.3) ta coù:

Δ E= Δ m.c

2

(51.4)

Caùc tröôøng hôïp rieâng :

-Khi v = 0 thì E

0

= m

0

c

2

. E

0

ñöôïc goïi laø naêng löôïng nghæ (öùng vôùi khi vaät ñöùng yeân).

-Khi v
c ( vôùi caùc tröôøng hôïp cuûa cô hoïc coå ñieån ), hay

v

c

1, ta coù

2

2

2

2

1 1

1

2

1

v

c

v

c

≈ +

−

, vaø do ñoù,

naêng löôïng toaøn phaàn baèng : W

2 2

0 0

1

2

m c m v ≈ + (51.5)

Nhö vaäy, khi vaät chuyeån ñoäng, naêng löôïng toaø phaàn cuûa noù bao goàm naêng löôïng nghæ vaø ñoäng naêng cuûa vaät. http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

3

Theo vaät lí coå ñieån, neáu moät heä vaät laø kín (coâ laäp ) thì khoái löôïng vaø naêng löôïng ( thoâng thöôøng) cuûa noù

ñöôïc baûo toaøn. Coøn theo thuyeát töông ñoái, ñoái vôùi heä kín, khoái löôïng nghæ vaø naêng löôïng nghæ töông öùng khoâng

nhaát thieát ñöôïc baûo toaøn, nhöng naêng löôïng toaøn phaàn W ñöôïc baûo toaøn.

3. AÙp duïng cho phoâtoân

Theo thuyeát löôïng töû aùnh saùng , phoâtoân öùng vôùi böùc xaï ñôn saéc coù böôùc soùngλ vaø taàn soá f coù naêng löôïng

ε = hf =

hc

λ

Kí hieäu m

ph

laø khoái löôïng töông ñoái tính cuûa phoâtoân, ta coù ε = m

ph

c

2

. Nhö vaäy:

m

ph

=

2 2

hf h

c c c

ε

λ

= = (51.7)

Töø ñoù, theo (51.2) khoái löôïng nghæ m

0ph

cuûa phoâtoân baèng : m

0ph

= m

ph

2

2

1

v

c

−

vì v = c neân: m

0ph

= 0 (51.8) Vaäy, khoái löôïng nghæ cuûa phoâtoân baèng 0.

BAØI TAÄP.

1.Theo thuyeát töông ñoái, khoái löôïng töông ñoái tính cuûa moät vaät coù khoái löôïng nghæ m

0

chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v

laø A. m = m

0

1

2

2

1

v

c

−

 

−

 

 

B. m = m

0

1

2

2

2

1

v

c

−

 

−

 

 

C. m = m

0

1

2

2

2

1

v

c

 

−

 

 

D. m = m

0

2

2

1

v

c

 

−

 

 

2. Heä thöùc Anh-xtanh giöõa khoái löôïng vaø naêng löôïng laø

A. E =

2

m

c

. B.E = mc. C. E =

m

c

. D. E = mc

2

.

3. Moät haït coù ñoäng naêng baènaênng löôïng nghæ cuûa noù. Tính toác ñoä cuûa haït.

TOÙM TAÉT CHÖÔNG VIII

1. Caùc tieàn ñeà Anh-xtanh

* Caùc ñònh luaät vaät lí ( cô ñieän, ñieän töø hoïc …) coù cuøng moät daïng nhö nhau trong moïi heä quy chieáu quaùn

tính.

* Toác ñoä cuûa aùnh saùng trong chaân khoâng coù cuøng ñoä lôùn c trong moïi heä quy chieáu quaùn tính ; c laø giôùi

haïn cuûa caùc toác ñoä chuyeån cuûa haït vaät chaát.

2. Moät soá heä quaû cuûa thuyeát töông ñoái

* Ñoä daøi cuûa moät thanh bò co laïi doïc theo phöông chuyûeân ñoäng cuûa noù.

* Ñoàng hoà gaén vôùi quan saùt vieân chuyeån ñoäng chaïy chaäm hôn ñoàng hoà gaén vôùi quan saùt vieân ñöùng yeân.

* Khoái löôïng cuûa vaät chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v ( khoái löôïng töông ñoái tính) laø:

m =

0

2

2

1

m

v

c

−

, vôùi m

0

laø khoái löôïng nghæ

* Heä thöùc Anh- xtanh giöaõ naêng löôïng vaø khoái löôïng ; Neáu moät vaät coù khoái löôïng m thì noù coù naêng

löôïngE tæ leä vôùi m. E= mc

2

=

2

0

2

2

1

m c

v

c

−

Ñoái vôùi heä kín, khoái löôïng vaø naêng löôïng nghæ khoâng nhaát thieát ñöôïc baûo toaøn nhöng naêng löôïng toaøn

phaàn (bao goàm caû ñoäng naêng vaø naêng löôïng nghæ) ñöôïc baûo toaøn.

Cô hoïc coå ñieån laø tröôøng hôïp rieâng cuûa cô hoïc töông ñoái tính khi toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa vaät raát nhoû so vôùi toác

ñoä aùnh saùng

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

4

BAØI TAÄP I

8.1. Choïn keát luaän ñuùng

Ngöôøi A treân taøu vuõ truõ ñang chuyeån ñoäng vaø ngöôøi B treân maët ñaát cuøng quan saùt sao choåi ñang bay veà phía

Maët Trôøi

A. Caû A vaø B ñeàu noùi toác ñoä truyeàn aùnh saùng baèng c

B. Ngöôøi A noùi toác ñoä truyeàn aùnh saùng baèng c, ngöôøi B noùi nhoû hôn c.

C. Ngöôøi B noùi toác ñoä truyeàn aùnh saùng baèng c, ngöôøi A noùi nhoû hôn c.

D. Ngöôøi B noùi toác ñoä truyeàn aùnh saùng nhoû hôn c coøn ngöôøi A noùi nhoû hôn hay baèng c laø phuï thuoäc vaøo

phöông truyeàn vaø toác ñoä cuûa sao choåi

8.2. Choïn keát luaän ñuùng

Moät ngöôøi ôû treân maët ñaát quan saùt con taøu vuõ truï ñang chuyeån ñoäng veà phía Hoûa tinh coù nhaän xeùt veà kích thöôùc

con taøu so vôùi khi ôû maët ñaát

A. Caû chieàu daøi vaø chieàu ngang ñeàu giaûm

B. Chieàu daøi giaûm, chieàu ngang taêng

C. Chieàu daøi khoâng ñoåi, chieàu ngang giaûm

D. Chieàu daøi giaûm, chieàu ngang khoâng ñoåi

8.3. Choïn keát luaän ñuùng

Treân taøu vuõ truï ñang chuyeån ñoäng tôùi Hoûa tinh, cöù sau moät phuùt thì ñeøn tín hieäu laïi phaùt saùng. Ngöôøi quan saùt

treân maët ñaát thaáy :

A. Thôøi gian giöõa hai laàn phaùt saùng vaãn laø moät phuùt

B. Thôøi gian giöõa hai laàn phaùt saùng nhoû hôn moät phuùt

C. Thôøi gian giöõa hai laàn phaùt saùng lôùn hôn moät phuùt

D. Chöa ñuû cô sôû ñeå so saùnh

8.4. Chæ ra nhaän xeùt sai

Vaät A laø 1 kg boâng, vaät B laø 1 kg saét. Ñaët vaät A trong con taøu vuõ truï vaø taøu chuyeån ñoäng veà phía sao Hoûa. Vaät B

ñaët taïi maët ñaát. So saùnh giöõa A vaø B, ngöôøi quan saùt treân maët ñaát coù nhaän xeùt sau

A. Khoái löôïng cuûa A lôùn hôn khoái löôïng cuûa B

B. Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa A lôùn hôn naêng löôïng toaøn phaàn cuûa B

C. Naêng löôïng nghæ cuûa A nhoû hôn naêng löôïng nghæ cuûa B

D. Ñoäng löôïng cuûa A lôùn hôn ñoäng löôïng cuûa B

8.5. Choïn keát quaû ñuùng

Ngöôøi quan saùt ôû maët ñaát thaáy chieàu daøi con taøu vuõ truï ñang chuyeån ñoäng ngaén ñi ¼ so vôùi khi taøu ôû maët ñaát.

Toác ñoä cuûa taøu vuõ truï laø

A.

c

15

4

B.

3c

4

C.

7c

4

D.

8c

4

8.6. Moät haït sô caáp coù toác ñoä v = 0,8c. Tæ soá giöõa ñoäng löôïng cuûa haït tính theo cô hoïc Niu-ton vaø ñoäng löôïng

töông toái tính laø bao nhieâu ?

A. 0,8 B. 0,6 C. 0,4 D. 0,2

8.7. Moät electron chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä

8c

3

. Khoái löôïng töông ñoái tính cuûa electron naøy baèng bao nhieâu ?

A. 9,1.10

-31

kg B. 18,2.10

-31

kg C. 27,3.10

-31

kg D. 36,4.10

-31

kg

8.8. Moät vaät coù khoái löôïng nghæ laø m

0

chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v raát lôùn thì ñoäng naêng cuûa vaät laø

A.

2

0

1

m v

2

B.

2

0

1

m c

2

C.

2

0

2

2

m c 1

v

1

c

−

−

D.

2

2 0

0

2

2

m c

m c

v

1

c

−

−

8.9. Moät haït sô caáp coù ñoäng naêng lôùn gaáp 3 laàn naêng löôïng nghæ cuûa noù. Toác ñoä cuûa haït ñoù laø

A.

15

c

4

B.

c

3

C.

13

c

4

D.

5

c

3

8.10. Heä quaùn tính K’ chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v so vôùi heä quaùn tính K. Ñònh luaät vaïn vaät haáp daãn vieát cho heä K

laø F =

01 02

2

0

m .m

k

R

thì ñònh luaät ñoù vieát cho heä K’ laø http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

5

A. F =

01 02

2

0

m .m

k

R

B. F =

01 02

2

2

0

2

m .m 1

k

R

v

1

c

−

C. F =

2

01 02

2 2

0

m .m v

k 1

R c

− D. F =

01 02

2 2

2

0

2

m .m 1

k

v R

(1 )

c

−

8.11. Choïn keát luaän sai

A. Photon khoâng toàn taïi naêng löôïng nghæ

B. Moät vaän ñoäng vieân chaïy vieät daõ thì naêng löôïng toaøn phaàn cuûa ngöôøi naøy baèng toång naêng löôïng nghæ

vaø ñoäng naêng cuûa ngöôøi ñoù

C. Moät ngöôøi chuyeån traïng thaùi töø beùo sang gaày thì naêng löôïng toaøn phaàn cuûa ngöôøi ñoù giaûm

D. Moät em beù taêng chieàu cao thì naêng löôïng toaøn phaàn cuûa em ñoù taêng

8.12. Moät heä coâ laäp goàm hai vaät A vaø B coù khoái löôïng nghæ laàn löôït laø m

0A

vaø m

0B

, chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä

töông öùng laø v

A

vaø v

B

töông ñoái lôùn so vôùi c. Bieåu thöùc naøo sau ñaây laø ñuùng ?

A. (m

0A

+ m

0B

)c

2

= const B.

2 2

0A A 0B B

m v m v const + =

C.

2 2

0A 0B

2 2 A B

m .c m c

const

v v

1 ( ) 1 ( )

c c

+ =

− −

D.

2 2

0A A 0B B

2 2 A B

m .v m v

const

v v

1 ( ) 1 ( )

c c

+ =

− −

8.13. Choïn ñaùp aùn sai

Ñoái vôùi moät photon, quan heä giöõa caùc ñaïi löôïng laø

A.

2

c

m

ε

= B.

2

c

h

ε

= C. c

p

ε

= D.

p

c

m

=

8.14. Choïn bieåu thöùc sai

Ñoäng löôïng cuûa photon ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc

A.

hf

c

B.

h

λ

C.

h

cλ

D.

c

ε

8.15. Choïn keát luaän sai

A. Naêng löôïng cuûa photon baèng ñoäng naêng cuûa noù

B. Ñoái vôùi moãi aùnh saùng ñôn saéc thì photon coù moät naêng löôïng xaùc ñònh

C. Khoái löôïng cuûa photon khoâng phuï thuoäc vaøo maøu saéc aùnh saùng

D. Ñoái vôùi moãi photon, tích cuûa ñoäng löôïng vaø böôùc soùng laø ñaïi löôïng khoâng ñoåi

8.16. Tìm coâng thöùc lieân heä giöõa naêng löôïng toaøn phaàn E, ñoäng naêng W

ñ

cuûa vaät vôùi ñoäng löôïng p cuûa noù

8.17. Moät saân ga daøi 480m. Moät haønh khaùc coù khoái löôïng 60 kg ngoài trong con taøu Anh-xtanh chuyeån ñoäng vôùi

toác ñoä 0,6c.

a. Haønh khaùch ñoù quan saùt thaáy chieàu daøi cuûa saân ga laø bao nhieâu ?

b. Moät ñoàng hoà con laéc chaïy ñuùng ñöôïc ñaët trong con taøu noùi treân. Vôùi ngöôøi quan saùt ñöùng yeân treân saân

ga thaáy ñoàng hoà ñoù trong moät giôø chaïy “sai” bao nhieâu ?

c. Tìm khoái löôïng töông ñoái tính cuûa haønh khaùch treân

8.18. Moät haït sô caáp coù thôøi gian soáng laø Δt

0

= 2,2 μs. Haït naøy ñöôïc taïo thaønh ôû thöôïng taàng khí quyeån vaø

chuyeån ñoäng tôùi maët ñaát vôùi toác ñoä v = 0,999978c

a. Tính beà daøy cuûa lôùp khí quyeån bao quanh Traùi ñaát

b. Ngöôøi quan saùt ôû treân heä quy chieáu gaén vôùi haït sô caáp quan saùt thaáy kích thöôùc cuûa lôùp khí quyeån bao

quanh Traùi Ñaát nhö theá naøo ?

8.19. Moät haït sô caáp coù thôøi gian soáng laø 2.10

-8

s ñöôïc taïo ra töø thöôïng taàng khí quyeån ñi tôùi Traùi Ñaát. Quaõng

ñöôøng haït ñi ñöôïc trong khí quyeån laø 35m. Xaùc ñònh toác ñoä cuûa haït sô caáp ñoù

8.20. Khoaûng caùch töø Traùi Ñaát tôùi Maët Traêng laø 3,844.10

8

m

a. Ngöôøi quan saùt treân maët ñaát thaáy ñoàng hoà cuûa caùc nhaø du haønh vuõ truï treân taøu A-po-loâ ñang bay tôùi

Maët Traêng cöù sau moãi giôø thì chaäm hôn ñoàng hoà cuûa mình laø 2,448 μs. Tìm toác ñoä cuûa taøu A-po-lo

b.Ñoái vôùi nhaø du haønh vuõ truï treân taøu thì khoaûng caùch töø Traùi Ñaát ñeán Maët Traêng laø bao nhieâu ? http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

6

8.21. Sau khi taêng toác qua ñieän aùp, toác ñoä cuûa 1 electron baèng 0,2c. Xaùc ñònh giaù trò cuûa ñieän aùp treân. Caùc giaù trò

cuûa c, khoái löôïng vaø ñieän tích cuûa electron ñaõ bieát

8.22. Coù hai electron bay ra ngöôïc chieàu nhau töø “ chuøm ” electron vôùi caùc toác ñoä ñeàu baèng 0,8c. Xaùc ñònh toác

ñoä töông ñoái cuûa chuùng

8.23. Aùnh saùng maøu da cam coù böôùc soùng baèng μm. Tính naêng löôïng, khoái löôïng töông ñoái tính, ñoäng löôïng

töông ñoái tính cuûa photon öùng vôùi böùc xaï treân

8.24. Caùc nhaø du haønh döï kieán moät cuoäc thaùm hieåm ngoâi sao X baèng taøu vuõ truï coù toác ñoä v = 0,6c. Theo keá

hoaïch, nhaø du haønh A khi tôùi sao X thì göûi tín hieäu baèng soùng ñieän töø veà cho ngöôøi B ôû Traùi Ñaát. Khoaûng thôøi

gian töø luùc taøu khôûi haønh ñeán khi ngöôøi B nhaän ñöôïc tín hieäu theo ñoàng hoà cuûa hai ngöôøi laø khaùc nhau vaø hôn

keùm nhau 2 naêm. Xaùc ñònh khoaûng caùch töø Traùi Ñaát ñeán sao X

8.25*. Caùc photon tia X sau khi va chaïm vôùi electron ban ñaàu ñöùng yeân thì ñoåi höôùng vaø leäch 900 so vôùi

phöông chuyeån ñoäng ban ñaàu, ñoàng thôøi böôùc soùng cuõng thay ñoåi. Tìm ñoä thay ñoåi böôùc soùng cuûa caùc photon

BAØI TAÄP II

8.1. Choïn phöông aùn ñuùng

A. Caùc ñònh luaät vaät lí coù cuøng moät daïng nhö nhau trong moïi heä quy chieáu quaùn tính

B. Caùc ñònh luaät vaät lí coù cuøng moät daïng nhö nhau trong moïi heä quy chieáu

C. Caùc ñònh luaät vaät lí khoâng cuøng moät daïng nhö nhau trong moïi heä quy chieáu quaùn tính

D. Caùc ñònh luaät vaät lí khoâng chæ coù cuøng moät daïng heä quy chieáu quaùn tính maø coøn trong moïi heä quy phi

quaùn tính

8.2. Toác ñoä cuûa aùnh saùng trong chaân khoâng

A. Phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn

B. Phuï thuoäc vaøo toác ñoä cuûa nguoàn saùng

C. Phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn vaø toác ñoä cuûa nguoàn saùng

D. Khoâng phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn vaø vaøo toác ñoä cuûa nguoàn saùng hay maùy thu

8.3. Theo heä quaû cuûa thuyeát töông ñoái heïp, moät vaät chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä caøng lôùn thì ngöôøi quan saùt ñöùng

yeân thaáy ñoä daøi cuûa vaät

A. caøng lôùn B. caøng beù C. khoâng thay ñoåi D. ban ñaàu taêng, sau ñoù giaûm

8.4. Theo heä quaû cuûa thuyeát töông ñoái heïp, ñoä daøi cuûa vaät bò co laïi theo phöông chuyeån ñoäng, theo tæ leä

A.

2 2

1 v / c + B.

2 2

1 c / v − C.

2 2

1 v / c − D. 1 v / c −

8.5. Choïn phöông aùn ñuùng

Moät thanh coù ñoä daøi rieâng l

0

chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v doïc theo truïc toïa ñoä cuûa moät heä quaùn tính ñöùng yeân K.

Ñoä daøi l cuûa thanh ño ñöôïc trong heä K coù giaù trò

A.

2

0 2

v

l l 1

c

= − B.

2

0

v

l l 1

c

= − C.

0

v

l l 1

c

= − D.

0 2

v

l l 1

c

= −

8.6. Moät caùi thöôùc thaúng coù chieàu daøi 1m chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v = 0,6c trong moät heä quy chieáu quaùn tính K.

Ñoä daøi 1 thanh ño ñöôïc trong heä quy chieáu K laø

A. 0,5 m B. 0,6 m C. 0,7 m D. 0,8 m

8.7. Moät caùi thöôùc thaúng coù chieàu daøi 2 m chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v = 0,6c trong moät heä quy chieáu quaùn tính K.

Ñoä co chieàu daøi cuûa thöôùc laø

A. 0,4 m B. 0,5 m C. 0,6 m D. 0,7 m

8.8. Moät caùi thöôùc thaúng coù chieàu daøi 3m chuyeån ñoäng trong moät heä quy chieáu quaùn tính. Moät ngöôøi quan saùt

vieân ñöùng yeân trong heä quy chieáu quaùn tính thaáy caùi thöôùc coù chieàu daøi 2,4 m. Hoûi thöôùc chuyeån ñoäng vôùi toác

ñoä baèng bao nhieâu ?

A. 0,5 c B. 0,6 c C. 0,7 c D. 0,8 c

8.9. Moät vaät chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä 0,6c trong moät heä quy chieáu quaùn tính thì chieàu daøi cuûa vaät bò co laïi 0,4m.

Chieàu daøi cuûa vaät nhaän giaù trò naøo trong caùc giaù trò sau

A. 1 m B. 2 m C. 3 m D. 4 m

8.10. Moät hieän töôïng vaät lí xaûy ra trong heä quy chieáu quaùn tính K

1

trong khoaûng thôøi gian t

1

. Moät ngöôøi quan saùt

vieân ñöùng yeân trong heä quy chieáu quaùn tính K

2

thaáy hieän töôïng vaät lí xaûy ra trong khoaûng thôøi gian t

2

. Bieát raèng

K

1

chuyeån ñoäng thaúng ñeàu vôùi vaän toác v so vôùi K

2

. Keát luaän naøo sau ñaây ñuùng khi noùi veà t

1

, t

2

? http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

7

A. t

1

> t

2

B. t

1

< t

2

C. t

1

= t

2

D. t

1

= 2t

2

8.11. Taïi ñieåm M’ cuûa heä quaùn tính K’, chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v ñoái vôùi heä quaùn tính K, coù moät hieän töôïng

dieãn ra trong khoaûng thôøi gian Δt

0

tính theo ñoàng hoà gaén vôùi K’. Tính theo ñoàng hoà gaén vôùi heä k thì khoaûng thôøi

gian xaûy ra hieän töôïng ñoù laø

A.

0

2

2

t

t

v

1

c

Δ

Δ =

−

B.

2

0 2

v

t t 1

c

Δ =Δ − C.

0

2

2

t

t

v

1

c

Δ

Δ =

−

A.

0

t

t

v

1

c

Δ

Δ =

−

8.12. Haït meâzoân π

+

chuyeån ñoäng vôùi vaän toác v = 0,99999999c vaø coù thôøi gian soáng Δt

0

= 2,2.10

-8

s. Theo heä quaû

cuûa thuyeát töông ñoái heïp thì thôøi gian soáng cuûa haït ñoù laø

A. 1,54.10

-5

s B. 15,4.10

-5

s C. 154.10

-5

s D. 0,154.10

-5

s

8.13. Moät ñoàng hoà chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v = 0,8 c. Hoûi sau 1 giôø ( tính theo ñoàng hoà chuyeån ñoäng ) thì ñoàng

hoà naøy chaïy chaäm hôn ñoàng hoà gaén vôùi quan saùt vieân ñöùng yeân bao nhieâu ?

A. 20 phuùt B. 30 phuùt C. 40 phuùt D. 50 phuùt

8.14. Khoái löôïng töông ñoái tính cuûa vaät ñöôïc xaùc ñònh

A.

0

m

m

v

1

c

=

−

B.

2

0 2

v

m m 1

c

= − C.

0

2

2

m

m

v

1

c

=

+

D.

0

2

2

m

m

v

1

c

=

−

8.15. Keát luaän naøo sau ñaây ñuùng khi noùi veà khoái löôïng cuûa moät vaät ?

A. Khoái löôïng coù tính chaát tuyeät ñoái

B. Khoái löôïng coù tính chaát töông ñoái, giaù trò cuûa noù khoâng phuï thuoäc heä quy chieáu

C. Khoái löôïng coù tính chaát tuyeät ñoái, giaù trò cuûa noù khoâng phuï thuoäc heä quy chieáu

D. Khoái löôïng coù tính chaát töông ñoái, giaù trò cuûa noù phuï thuoäc heä quy chieáu

8.16. Choïn phöông aùn ñuùng

Moät ngöôøi coù khoái löôïng nghæ 60 kg. Khoái löôïng töông ñoái tính cuûa ngöôøi ñoù baèng bao nhieâu neáu ngöôøi ñoù

chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä 0,8c ?

A. 100 kg B. 90 kg C. 80 kg D. 60 kg

8.17. Heä thöùc giöõa khoái löôïng vaø naêng löôïng

A. W = mc =

0

2

2

m

c

v

1

c

−

B. W = mc

2

=

2 0

2

2

m

c

v

1

c

−

C. W = mc

2

=

2 0

2

2

m

c

v

1

c

+

D. W = mc

2

=

2

2

0 2

v

m 1 c

c

−

8.18. Khi vaän toác cuûa vaät v << c thì naêng löôïng toaøn phaàn cuûa vaät ñöôïc xaùc ñònh

A.

2 2

0 0

W m c m v ≈ + B.

2

0 0

1

W m c m v

2

≈ +

C.

2 2

0 0

1

W m c m v

2

≈ + D.

2

0 0

1

W m c m v

2

≈ +

8.19. Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa moät vaät ñöùng yeân coù khoái löôïng 1 kg laø

A. 9.10

16

J B. 9.10

6

J C. 9.10

10

J D. 9.10

11

J

8.20. Heä thöùc giöõa naêng löôïng vaø ñoäng löôïng cuûa vaät laø

A.

2 2 4 2 2

0

1

W m c p c

2

= + B.

2 2 2 2 4

0

W m c p c = +

C.

2 2 2 2 2

0

W m c p c = + D.

2 2 4 2 2

0

W m c p c = +

8.21. Moät haït coù ñoäng naêng baèng naêng löôïng nghæ cuûa noù thì toác ñoä cuûa haït laø

A. 2,6.10

8

m/s B. 26.10

8

m/s C. 0,26.10

8

m/s D. 6.10

8

m/s

8.22. Moät vaät coù khoái löôïng nghæ m0 chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v seõ coù ñoäng naêng baèng

A. W

ñ

2

0

2 2

1

m c 1

1 v / c

 

= −

 

−

 

B. W

ñ

2

0

2 2

1

m c 1

1 v / c

 

= +

 

−

 

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí

8

C. W

ñ

2

0

2 2

1

m c

1 v / c

 

=

 

−

 

D. W

ñ

2

0

2 2

1

m c 1

1 v / c

 

= +

 

+

 

8.23. Coâng thöùc naøo trong caùc coâng thöùc sau sai duøng ñeå xaùc ñònh khoái löôïng töông ñoái tính cuûa photon öùng vôùi

böùc xaï ñôn saéc coù böôùc soùng λ vaø taàn soá f ?

A. m

ph

=

2

c

ε

B. m

ph

=

2

hf

c

C. m

ph

=

h

cλ

D. m

ph

=

hc

λ

8.24. Moät vaät coù khoái löôïng nghæ 1 kg chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v = 0,6c. Ñoäng naêng cuûa vaät nhaän giaù trò naøo

trong caùc giaù trò sau ñaây ?

A.

16

9

10 J

4

B.

16

1

10 J

4

C.

8

1

10 J

2

D.

16

10 J

8.25. Moät vaät coù khoái löôïng nghæ laø 1 kg. Ñoäng naêng cuûa vaät baèng 6.10

16

J. Xaùc ñònh toác ñoä cuûa vaät

A. 0,6 c B. 0,7 c C. 0,8 c D. 0,9 c

8.26. Khoái löôïng töông ñoái tính cuûa photon öùng vôùi böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,5 μm laø

A. 4,41.10

-35

kg B. 4,41.10

-36

kg C. 4,41.10

-37

kg D. 4,41.10

-38

kg

8.27. Khoái löôïng töông ñoái tính cuûa moät photon laø 8,82.10-36 kg thì böùc xaï öùng vôùi photon ñoù coù böôùc soùng laø

A. λ = 0,50 μm B. λ = 0,25 μm C. λ = 0,05 μm D. λ = 0,55 μm

8.28. Ñoäng löôïng töông ñoái tính cuûa photon

A. p = λc B. p =

c

λ

C. p =

h

λ

D. p =

h

λ

8.29. Moät vaät coù khoái löôïng nghæ 1 kg chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä 20 m/s. Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa vaät laø

A. 9.10

16

J B. (200+9.10

16

) J C. 200 J D. 209.10

16

J

8.30. Moät photon öùng vôùi böùc xaï 0,5 μm thì ñoäng löôïng töông ñoái tính cuûa noù laø

A. 1,325.10

-28

kgm/s B. 13,25.10

-28

kgm/s

C. 132,5.10

-28

kgm/s D. 1325.10

-28

kgm/s