【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。?

第八章牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律

【山話||? 本篇專(zhuān)欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；而老教材中的重量單位公斤，如今是用力單位牛頓表示】

§8-2牛頓定律的適用范圍

【01】二百多年以來(lái)，力學(xué)在牛頓定律的基礎(chǔ)上不斷地發(fā)展著，并且逐步趨向于完善，形成了一門(mén)具有豐富內(nèi)容的學(xué)科，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)上起了很大的作用。利用牛頓定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，結(jié)果總和實(shí)際情況相符合，這就是牛頓定律的正確性的最有力的證明。

【02】建立在牛頓定律基礎(chǔ)上的力學(xué)，人們都叫它為牛頓力學(xué)或經(jīng)典力學(xué)。

【03】但是，最近五十年以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在下面的兩種情況下，牛頓定律不再適用。

【04】第一，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度很大，大到接近光在真空中的速度每秒三十萬(wàn)公里的時(shí)候，牛頓定律便不能適用。原因之一是牛頓的質(zhì)量概念還不夠全面。解決這種高速度物體的力學(xué)問(wèn)題，要用二十世紀(jì)初愛(ài)因斯坦所提出的相對(duì)論力學(xué)。

【05】按照牛頓的看法，物體的質(zhì)量是不變的，自從上世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電子以后，又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多微觀粒子如質(zhì)子、中子、正電子等，實(shí)驗(yàn)測(cè)得這些微觀粒子的質(zhì)量并不是一個(gè)恒量，而是隨著它們速度的變化而改變的。愛(ài)因斯坦把它們的關(guān)系用下列數(shù)學(xué)公式來(lái)表示：，式中m是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量，m?是物體靜止時(shí)的質(zhì)量（稱為靜質(zhì)量），c是光的速度，等于3×10?米/秒。所以，物體的質(zhì)量是隨著速度趨近于光速而相應(yīng)地增大。

可是，在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)上所遇到的一些實(shí)際問(wèn)題中，物體的運(yùn)動(dòng)速度總是遠(yuǎn)小于光速，例如我們一般能夠測(cè)量到的最快的速度是彗星的速度，但是也不超過(guò)10?米/秒。這樣，因此，質(zhì)量的變化是很小的，而且?guī)缀蹩梢哉J(rèn)為是沒(méi)有變化。再如速度最大的炮彈也不過(guò)3000米/秒，因此，質(zhì)量的變化就更小了，由此可見(jiàn)，對(duì)于我們?cè)谌粘Ｉ钪兴佑|到的物體來(lái)講，質(zhì)量的變化是微不足道的，這一點(diǎn)根據(jù)牛頓的觀點(diǎn)，即質(zhì)量不變的觀點(diǎn)，仍能得到正確的結(jié)果。所以，在這種情況下，牛頓定律是適用的。但是當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度很大（大到接近光速的時(shí)候），它的質(zhì)量也就變得遠(yuǎn)大于靜質(zhì)量了，因此在這里牛頓定律就不再適用了。

【06】第二，牛頓定律是從那些由大量原子、分子組成的物體的運(yùn)動(dòng)情況中總結(jié)出來(lái)的。所以對(duì)于電子、質(zhì)子、中子等這種構(gòu)成原子的基本微粒之間的相互作用來(lái)說(shuō)，牛頓定律也不再適用。對(duì)于這種基本微粒之間相互作用的力學(xué)問(wèn)題，將由另一種力學(xué)叫做量子力學(xué)來(lái)解決。

【07】相對(duì)論力學(xué)和量子力學(xué)是近代物理學(xué)中的重要內(nèi)容，它們更深刻地反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。