高速运动电子的动量与动能关系（本实验当堂提交实验报告）相对论发端于一个合理的命题：如果我俩间存在相对运动，那么你的物理学与我的物理学是如何联系的？经典力学给出了答案：如果相对速度不变的话，我俩的物理学是完全相同的，两者之间的关系服从伽利略变换，这也意味着在不同的惯性参照系中，时间间隔、空间长度、质量都是不变的。然而，19世纪80年代迈克尔逊和莫雷的系列实验否定了地球相对于“以太”的运动，亦即否定了存在“以太”所处的绝对参考系这一经典力学的基本观念。实验与理论之间的矛盾预示着必须对经典力学的时空观进行修正。1905年，爱因斯坦发表了一篇论文，提出了狭义相对论的两个基本原理：光速不变原理和推广至电磁学领域的相对性原理。他从这两个原理出发，证明对以恒定速度相互运动的观察者，时间、长度、质量都是相对的，都依赖于相对速度，在低速情况下，观测结果能自然的过渡到经典力学。狭义相对论成功地解释了光行差实验、迈克尔逊-莫雷实验等当时无法用经典力学理解的实验现象，从逻辑上完善了牛顿力学。本实验将考察原子核衰变时所发射电子的动量与动能所满足的力学规律。由于发生衰变的原子核在发射电子的同时还放出中微子，两者分配能量的结果导致发射出的电子能谱为0至最大动能之间连续分布的能谱，也即对应有连续分布的电子动量谱。通过测量粒子的动量、动能，我们可以用实验检验两者的关系服从怎样的力学规律，还可以了解半圆聚焦磁谱仪、闪烁能谱仪等核物理中常见的实验技术，实验中需认真体会利用核技术方法实现动量、动能等力学量的同时测量这一实验设计的巧妙之处。实验原理1、运动粒子动量与动能的关系经典力学给出运动物体的动量P与动能Ek间的关系为：（1）其中为粒子的质量，在经典力学中是不变的。根据狭义相对论，物体的质量与相对于观测者的速度有关：（2）当时即为静止质量。而运动物体的动量、能量关系为：（3）根据（2）、（3）两式可得物体的动能：根据式（1）、（4）描绘的动量与动能关系见图1，可以看出，低速时相对论中的曲线与经典力学中的曲线很接近，但在高速时两者间有显著的区别。图1动量与动能的关系曲线2、电子动量的测量本实验采用半圆聚焦磁谱仪测量电子的动量，图2为磁谱仪的原理框图。图2半圆聚焦磁谱仪示意图垂直于匀强磁场入射的电子由于受洛伦兹力作用而循半圆轨道运动，若轨道半径为R，则电子的动量p：（5）其中e为电子电量，B为磁感应强度，在实验中为已知量...
