相对论在现代生活中的应用
相对论对现代生活的影响
1、核能的发现与利用
古希腊哲学家徳谟克利特曾说,物质是由原子组成的,而组成物质的原子是不可分的,原是构成物所的最小单位。这是最的原子论观点。以至后人一直用这一观点解释物质结构.直到19世纪末,随着阴极射线、x射线、铀的放射性、电子和放射性的镭的发现,人们才进一步认识到原子并非是不可分的.1911年物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验,推导出原子是由带负电的电子和带正电的原子核构成,并据此建立了原子的有核模型。1919年卢瑟福又用天然放射源放射出来的α粒子轰击氮,首次发现了质子
7 N14+2 He48O17+1H1
这是人类历史上,第一次用人工方法成功地把一种元素变成另一种元素,从而开辟了人为变革原子核的途径.1932年英国物理学家査德威克在人工核反应中发现了中子,由此人们认识到原子核是由质子和中子组成的。1934年居里夫妇用a粒子轰击铝(13Al27)得到了一种天然不存在的新放射性元素磷(15P30),这是历史上第一次人造的放射性同位素。在尺度很小(10-14m)的原子核
内质子和中子同时存在。为此科学家们提出了“核力”的概念,并于1933-1939年间通过中子-质子散射实验确定了“核力”的基本性质
1905年受因斯坦创立了狹义相对论,并在他的题为《物质的惯性与它所含的能量相关吗》的论文中,提出了著名的质能公式E=mc2(c是光在真空中传播的速度),揭示出在原子内部蕴含着大的能量,从而为原子能的开发利用在理论上指明了方向。实验证明,当核子结合成原子核时(或原子核分裂为核子时)存在一个“质量亏损”.虽然质量亏损很小,但其相应的能量却十分巨大。由于早期人工核反应技术和手段不成熟,人们没有在实验中获得核能,导致人们对开发和利用核能产生了悲观和失望情绪
    1942年,美国在日本的广岛和长崎两个地区,投下了世界上第一颗,从此以后,各个大国纷纷开始了对于原子能武器的研究。但是原子能武器仅仅是相对论的一个应用。核电站利用什么发电
1954年,苏联在莫斯科郊外建成了世界上第一所核电站,让原子反应堆放出能热量,把另一个回路中的水加热变成水蒸气,推动涡轮机转动,从而带动发电机发电。从此以后,核动力工业在世界范围内蓬勃发展,到了1983年底,世界上已经有25个国家和地区,建成了302所核电站,发电量占世界总发电量的百分之十左右。目前我国的泰山核电站和大亚湾核电站已
经投入到使用中。世界各国正在建设和计划建设的核电站还有大约500多座,预计到本世纪末期,核发电量将达到10亿到20亿千瓦,占世界总发电量的百分之三十左右。
2、相对论与全新的激光器
以狭义相对论和受激辐射理论作为出发点吸收天体物理和高能技术的思想与激光物理结合提出了一种全新的激光原理利用负温度态高能粒子束辐射的相对论多普勒效应原则上可以实现红外到X射线连续调谐激光器这种激光器调频范围大阈值低是一种有待深入研究的技术
3、相对论与卫星定位技术
相对论中的钟慢效应在地球上可能没法查觉,但是在太空中,它的影响就不可忽略。因为太空中的卫星处于高速运动状态,所以卫星的时间要比地球上的每天时间慢7.2 μs,所以这些卫星想要与地球上的时间、位置进行精准同步,就需要应用相对论理论进行时间差值的抵消。如果不矫正的话,卫星定位系统每天大约有10千米的定位误差,这就很难以投入到生产生活中去使用。
4、电磁铁及电磁铁原理
加州克莱蒙波莫纳学院的物理教授Thomas Moore运用了相对论验证了法拉第定律(Faraday's Law),此定律阐述当磁场移动时会连带的产生电流。
Moore教授提到“由于此两种理论是发明变压器与发电机的原理,因此任何用电之人皆等于亲身体验过相对论的重要”。
电磁铁的应用也是透过相对论而产生的。当直流电通过一金属线,电子则从金属线中流过。通常金属线是电中性的,既不带正电也不带负电。这是因为金属线中含有大概相同数目的质子(正电)和电子(负电)。可是当你放置另一个通了直流电的金属线在它旁边时,根据其电流方向,则会吸引或排斥另一方。
总结
爱因斯坦的相对论对于我们的生活中有着很多的应用,除了以上提到的4个应用之外,金的反射,金不易腐蚀,液态的水银,包括以阴极射线为基础的电视机等很多生活中常见的例子,都与相对论有关。因此,了解相对论相关原理,并且知道相对论相关应用,是一个新时
代中国公民所应具备的能力。

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