Tôi đang đọc Nano: The Essentials của T. Pradeep và tôi đã phát biểu này trong phần giải thích các kiến thức cơ bản về kính hiển vi điện tử quét.
Tuy nhiên, phương trình bị phá vỡ khi vận tốc electron tiến tới tốc độ ánh sáng khi khối lượng tăng. Ở những vận tốc như vậy, người ta cần thực hiện hiệu chỉnh tương đối tính đối với khối lượng để nó trở thành [...]
Tất cả chúng ta đều biết về thuyết tương đối nổi tiếng, nhưng tôi không thể vẫn chưa nắm được "lý do tại sao" của các khái niệm của nó. Điều này có thể làm sáng tỏ những gì tôi đã biết về thời gian chậm lại đối với tôi nếu tôi di chuyển nhanh hơn.
Tại sao khối lượng [tương đối tính] của một vật thể lại tăng khi tốc độ của nó tiến gần đến tốc độ ánh sáng?
Đôi khi cùng một từ "khối lượng" được sử dụng với các nghĩa khác nhau. Có hai đại lượng khác nhau được kết hợp với từ "khối lượng":
-
Một đại lượng mà các nhà vật lý thường gọi là "khối lượng", là một thuộc tính nội tại của vật thể và không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của nó. Tôi sẽ sử dụng ký hiệu $ m $ cho số lượng này.
-
Một từ đồng nghĩa với năng lượng của vật thể $ E $ , nhưng được biểu thị bằng các đơn vị giống khối lượng là $ E / c ^ 2 đô la . Điều này đôi khi được gọi là "khối lượng tương đối tính" của vật thể và nó không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của vật thể [vì năng lượng của vật thể đó]. Tôi sẽ sử dụng ký hiệu $ m_R $ cho số lượng này.
Chúng ta đã quen thuộc với thực tế rằng động năng của một vật càng cao khi vật chuyển động càng nhanh. "Khối lượng tương đối tính" chỉ là một từ đồng nghĩa với tổng năng lượng của vật thể, được biểu thị bằng đơn vị giống khối lượng. Từ góc độ này, hãy xem xét lại câu hỏi:
Tại sao khối lượng [tương đối tính] của một vật thể lại tăng khi tốc độ của nó tiến gần đến tốc độ ánh sáng?
Trả lời: Vì cơ năng của vật tăng. "Khối lượng tương đối tính" chỉ là một từ đồng nghĩa với năng lượng của vật thể, được biểu thị bằng các đơn vị giống như khối lượng. Tại sao người ta bắt đầu sử dụng cái tên "khối lượng tương đối tính" cho năng lượng của vật thể? Tôi không biết. Theo kinh nghiệm của tôi, hầu hết các nhà vật lý chỉ gọi nó là năng lượng.
Dưới đây là một số phương trình để giúp làm rõ mọi thứ:
Năng lượng $ E $ , động lượng $ p $ , tốc độ $ v $ và khối lượng $ m $ của một đối tượng có liên quan với nhau theo các phương trình sau: $$ E ^ 2 - [pc] ^ 2 = [mc ^ 2] ^ 2 \ hskip2cm v = \ frac {pc ^ 2} {E} $$ trong đó $ c $ là tốc độ ánh sáng. $ m $ trong phương trình đầu tiên là ý nghĩa của các nhà vật lý khi họ sử dụng từ "khối lượng". Nó là một thuộc tính nội tại của đối tượng và không không phụ thuộc vào tốc độ của đối tượng. Năng lượng của vật thể $ E $ và động lượng $ p $ phụ thuộc vào tốc độ và chúng phụ thuộc vào theo cách mà tổ hợp $ E ^ 2- [pc] ^ 2 $ không phụ thuộc vào tốc độ. Đó là lý do tại sao sự kết hợp cụ thể này rất thú vị và đó là lý do tại sao $ m $ ở bên phải của phương trình xứng đáng có một cái tên đặc biệt: mass.
Để liên hệ điều này với "khối lượng tương đối tính" $ m_R $ [một lần nữa, không được đa số các nhà vật lý sử dụng trong kinh nghiệm của tôi], sắp xếp lại phương trình thứ hai được hiển thị ở trên để có được $$ p = \ frac {E} {c ^ 2} v. $$ Nếu chúng tôi sử dụng $ m_R $ làm chữ viết tắt của $ E / c ^ 2 $ , thì điều này sẽ trở thành $$ p = m_R v, $$ trông bề ngoài giống như xấp xỉ tốc độ thấp quen thuộc hơn $ p = mv $ . Tuy nhiên, sự giống nhau này cũng gây nhầm lẫn vì năng lượng $ E $ [và do đó $ m_R $ ] là một hàm của $ v $ . Động lượng $ p $ không thực sự tỷ lệ thuận với vận tốc $ v $ , ngoại trừ khoảng thời gian $ v \ ll c $ .
Lý do khiến bạn gặp phải sự nhầm lẫn này là vì bạn nghĩ rằng khối lượng không nên thay đổi. Như nhiều người đã nói ở trên và tôi xin nhắc lại, REST MASS là thuộc tính không thay đổi đối với bất kỳ hạt nào. Ví dụ, khối lượng nghỉ của một photon bằng không. Vì vậy, về cơ bản, khi einstein đưa ra phương trình rất nổi tiếng, $ E = M.C ^ 2 $, ông ấy muốn nói rất rõ ràng rằng năng lượng IS khối lượng và năng lượng IS khối lượng. Chúng chỉ là một và giống nhau !.
Bây giờ, hãy cho tôi biết, nếu năng lượng tăng, thì khối lượng có tăng không? Và tại sao lại không trong cuộc sống hàng ngày, câu trả lời là vì $ \ delta M = \ frac {\ delta E} {c ^ 2} $ ... và do đó, nếu năng lượng của bạn thay đổi một lượng tương đương với $ c ^ 2 $, chỉ khi đó bạn mới có thể quan sát thấy sự thay đổi về khối lượng.
Hy vọng điều đó sẽ giúp ích cho bạn ... nếu có bất kỳ nghi ngờ nào khác, vui lòng bình luận!
Khối lượng tương đối tính, theo định nghĩa , là đại lượng $ m_ \ mathrm {rel} [v]: = \ gamma [v] \ m $ span>, trong đó $ m $ là khối lượng nội tại hoặc "phần còn lại".Về mặt toán học, nó tăng vì hệ số Lorentz $ \ gamma [v] $ tăng khi tốc độ tăng $ v $ .
Tuy nhiên, một lý do vật lý hơn là "khối lượng tương đối tính" này thực sự chỉ là tổng năng lượng $ E_ \ mathrm {tot} $ span>, bao gồm sự kết hợp của năng lượng nghỉ và động năng của một vật chất, được giải thích bằng đơn vị khối lượng, bằng quan hệ tương đương khối lượng-năng lượng $ E = mc ^ 2 $ : $ m_ \ mathrm {rel} [v] = \ frac {E_ \ mathrm {tot} [v]} {c ^ 2} $ .Do đó, nó được coi là tăng lên vì các vật thể chuyển động với tốc độ cao hơn có nhiều động năng hơn và do đó, tổng năng lượng cũng tăng lên.
Nếu tôi chấp nhận khối lượng thực là không đổi thì việc xác định sự gia tăng đến một khối lượng nhất định như vậy là không thể [xem Newton] bởi vì tôi có thể ngồi và nhìn nó mãi mãi ở trạng thái nghỉ ngơi hoặc chuyển động: một khối lượng nhất định là khối lượng nhất định, và lượng không thay đổi, bất kể tốc độ hoặc năng lượng được áp dụng. Sau đó [các] hiệu ứng, dù là nhận thức hay lý thuyết, tạo ra ảo tưởng rằng khối lượng thay đổi, được mô tả bằng một lý thuyết chính xác hơn Einstein đưa ra hoặc sửa đổi Einstein đến mức chính xác hơn.
Một lưu ý khác, tốc độ giới hạn ánh sáng tùy ý Einsteinian đối với vận tốc tương tự như trần của dặm 4 phút. Không có bằng chứng cho thấy giới hạn như vậy tồn tại. Cho đến khi chúng ta vượt qua rào cản tùy ý này và giải thích những hiện tượng này theo cách hữu ích hơn, chúng ta sẽ không bao giờ đạt được du hành vũ trụ sâu.
Để thực hiện được hành trình như vậy, chúng ta phải vượt qua các hạt có khối lượng thành các hạt không có khối lượng dễ dàng đi qua rào cản ánh sáng. Chúng có thể tồn tại hoặc không tồn tại vào thời điểm này. Trong tương lai, những hạt này sẽ là khối xây dựng và là vật mang thông tin cần thiết để chuyển sự sống đến các hành tinh có thể sinh sống được trong toàn vũ trụ. Đúng là cơ thể của bạn sẽ không phát triển nhưng sự tỉnh táo và chuỗi DNA hiện tại của bạn có thể: Phục sinh nhanh chóng và bạn là bạn cách xa ba thiên hà.
Phải thừa nhận rằng tôi không phải là một nhà vật lý và tôi là một biểu tượng khi nói đến việc chấp nhận những giáo điều. Đối với tôi, biến nhận thức trung thực thành món súp lý thuyết không giúp bạn hiểu thêm về bản chất thực sự của khối lượng đối với năng lượng và vận tốc. Bạn chỉ đơn giản là đã học được những gì người khác đã học và cho là đúng, tức là sự hấp dẫn đối với thẩm quyền mà Einstein tin tưởng và nói điều đó do đó nó đúng.
Bài tập hiếu khí là các hoạt động thể lực liên tục, nhịp nhàng. Sự gắng sức xảy ra ở một mức độ có thể được hỗ trợ bởi quá trình trao đổi chất hiếu khí [có thể xen kẽ với các đoạn ngắn trao đổi chất thiếu khí] liên tục trong ít nhất 5 phút như là một điểm khởi đầu và tăng dần theo thời gian. Điều trị hiếu khí làm tăng sự hấp thụ oxy tối đa và cung lượng tim [chủ yếu là tăng thể tích đột quỵ], giảm nhịp tim khi nghỉ, và làm giảm tử vong do tim và do mọi nguyên nhân tuy nhiên, hoạt động quá nhiều gây ra sự mài mòn quá mức trên cơ thể [ví dụ, mòn sụn góp phần gây ra thoái hóa khớp Thoái hóa khớp [OA] ] và làm tăng quá trình oxy hóa tế bào. Bài tập hiếu khí bao gồm chạy bộ, chạy bộ, đi bộ nhanh, bơi lội, đi xe đạp, chèo thuyền, chèo thuyền, xuồng nhỏ, trượt băng, trượt tuyết xuyên quốc gia và sử dụng các máy tập thể dục aerobic [ví dụ: máy chạy bộ, leo trèo, hoặc máy tập tại chỗ]. Một số môn thể thao đồng đội như bóng rổ và bóng đá cũng có thể cung cấp các bài tập aerobic mạnh mẽ nhưng có thể gây mỏi đầu gối và các khớp khác. Các khuyến cáo nên dựa trên sở thích và khả năng tập luyện của bệnh nhân.
Chuyển hóa hiếu khí bắt đầu trong vòng 2 phút sau khi bắt đầu tập luyện, nhưng cần nhiều nỗ lực hơn để đạt được các lợi ích về sức khoẻ. Khuyến nghị thông thường là tập luyện ≥ 30 phút/ngày ít nhất 3 lần/tuần với thời gian khởi động 5 phút và thời gian thả lỏng 5 phút, nhưng khuyến cáo này dựa nhiều vào sự thuận tiện hơn là bằng chứng. Điều trị hiếu khí tối ưu có thể xảy ra với khoảng 10 đến 15 phút hoạt động mỗi lần 2 đến 3 lần/tuần nếu thực hiện chu kỳ tuần hoàn. Trong chu kỳ xe đạp, các giai đoạn ngắn hoạt động vừa phải được luân phiên với cường độ mạnh mẽ. Trong một chế độ, khoảng 90 giây hoạt động vừa phải [nhịp tim tối đa từ 60 đến 80%HRmax]] được luân phiên với khoảng từ 20 đến 30 giây của hoạt động nước rút cường độ cao [85 đến 95% HRmax hoặc gắng sức ở mức độ người đó có thể thực hiện cho thời gian đó trong khi vẫn duy trì cơ thể cơ thể thích hợp]. Chế độ này, được gọi là tập luyện cường độ cao [HIIT], có nhiều áp lực hơn đối với các khớp và mô và do đó nên được thực hiện không thường xuyên hoặc xen kẽ với tập luyện cường độ từ thấp đến trung bình.
Các máy huấn luyện đối kháng hoặc trọng lượng tự do có thể được sử dụng cho các bài tập thể dục với điều kiện là có đủ số lần lặp lại mỗi lần tập, phần còn lại giữa các lần tập là tối thiểu [khoảng từ 0 đến 60 giây] và cường độ nỗ lực tương đối cao. Trong tập luyện, mạch máu và các cơ bắp lớn [chân, hông, lưng và ngực] được tập luyện, theo sau là các cơ nhỏ hơn [vai, cánh tay, bụng và cổ]. Tập luyện vi mạch chỉ trong khoảng từ 15 đến 20 phút có thể làm lợi cho hệ thống tim mạch nhiều hơn là chạy bộ hoặc sử dụng các máy tập thể dục trong cùng một khoảng thời gian vì luyện tập căng thẳng làm tăng nhịp tim và sự tiêu thụ oxy. Bài tập hiếu khí và tập luyện kết hợp này tăng cường độ bền cơ bắp của tất cả các cơ bắp liên quan [tức là không chỉ tim].
Những công thức này dựa trên dân số nói chung và có thể không cung cấp các mục tiêu chính xác cho những người ở những thái cực về thể chất [ví dụ như các vận động viên được huấn luyện cao hoặc các bệnh nhân suy giảm về thể xác]. Ở những người như vậy, sự trao đổi chất hoặc VO2 thử nghiệm có thể cung cấp thông tin chính xác hơn.
Tuổi theo thời gian nên được phân biệt với tuổi sinh học. Những người ở mọi lứa tuổi ít quen với bài tập hiếu khí [ít được điều hòa] sẽ đạt được nhịp tim mục tiêu sớm hơn và ít nỗ lực hơn, đòi hỏi phải có thời gian tập thể dục ngắn, ít nhất là ban đầu. Người béo phì phải di chuyển một khối lượng lớn hơn, do đó làm cho nhịp tim tăng lên nhanh hơn và ở mức độ lớn hơn với hoạt động kém hiệu quả hơn người bình thường. Bệnh nhân có các bất thường về sức khỏe hoặc đang dùng thuốc nhất định [ví dụ thuốc chẹn beta] cũng có thể có mối liên quan giữa tuổi và nhịp tim. Một điểm khởi đầu an toàn cho những bệnh nhân này có thể từ 50 đến 60% nhịp tim mục tiêu. Những mục tiêu này có thể được tăng lên dựa trên sức chịu đựng và tiến bộ của bệnh nhân.