相對論動能計算機

相對論動能描述物體速度高到牛頓力學不再準確時的運動能量。在日常速度下，動能可以二分之一乘以質量再乘以速度平方良好近似。然而，當速度達到光速的顯著比例時，實測能量增加得比古典公式預測更快。愛因斯坦的狹義相對論提供了必要修正。 基本方程式為：動能等於gamma減一，再乘以靜止質量及光速平方。gamma是洛倫茲因子，等於一除以「一減去速度平方與光速平方之比」的平方根。本計算機使用精確定義的光速299,792,458公尺每秒。速度可用光速比例或直接以公尺每秒輸入，結果會顯示相對論動能、gamma與古典值供比較。 在十分之一光速時，gamma僅略大於一，古典估算仍相當接近。達到一半光速時，修正已可明顯量測。速度為光速的百分之九十時，gamma約為2.294，古典公式會大幅低估能量。當速度趨近光速，gamma的分母趨近零，所需動能便無限增大。因此，靜止質量非零的粒子無法加速至光速或超光速。 靜止質量是在粒子自身參考系中量得的不變質量，請勿改用過去所稱的相對論質量。總能量等於gamma乘以靜止質量及光速平方；靜止能量則等於靜止質量乘以光速平方，兩者相減即為動能。結果以焦耳表示；對單一粒子而言，即使速度極高，數值仍可能很小。粒子物理也常使用電子伏特表示這些能量。 輸入粒子質量與高速數值時，請保留足夠有效位數。接近光速時，速度的微小變化可能讓gamma大幅改變，因此經過捨入的速度量測值可能主導不確定度。本計算機拒絕等於或高於光速的速度輸入。它適合學習、加速器估算與天文物理比較，但精密研究仍應進行量測不確定度傳播，並使用領域專屬的單位及數值方法。