李鲁淼

摘   要：在经典力学中，研究质点组的问题时，为了简化问题的研究，往往会选择质心参考系，尤其是孤立的质点组就更为方便了。在实验系中质点组的总动能为各质点相对于质心系的动能与质心动能之和（柯西尼定理）;而在质心系中质点组的总动能即为各质点相对于质心系的动能，孤立质点组的质心的动能不参与作用。在近代高能物理中为了研究微观粒子的结构和相互作用以及反应机制，需要使用加速器把粒子加速到很高的能量去撞击静止靶中的粒子，以观测反应的结果，与理论互相印证。然而，在实验室参考系中参与粒子间的反应，真正有用的能量是高能粒子与靶粒子之间的相对动能，也就是质点组在质心系中的动能，亦为资用能。在高能物理学中，粒子遵循相对论原理，下面就在相对论原理下对质点组的问题进行研究。

关键词：质心系;资用能;相对论

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）8-0058-3

1    相对论下质点组在质心系中的总动量、总能量、总资用能

以两微观粒子碰撞为例，静止质量分别为m1，m2的两个微观粒子，以速度v1，v2发生对心碰撞，两粒子质心的速度：

两粒子在质心系中的速度分别为：

在质心系中的总动量：

所以，在质心系中两粒子的总动量仍为零。

两粒子在质心系中的总能量：

两粒子在质心系中的资用能：

这些规律也可以推广至多个微观粒子之间的相互作用。有了以上的结论就可以很方便地分析微观粒子之间以及光子与微观粒子之间相互作用的关系。……