1
Postulaty szczególnej teorii względności
Dla wszystkich obserwatorów w inercjalnych układach odniesienia prawa fizyki
są takie same – żaden z układów nie jest wyróżniony.
We wszystkich inercjalnych układach odniesienia i we wszystkich kierunkach
światło rozchodzi się w próżni z taką samą prędkością c=299792458 m/s.
Prędkość żadnego ciała przenoszącego energię lub informacje nie może
przekroczyć prędkości granicznej.
Potwierdzenie doświadczalne (CERN, 1964):
-mimo zwiększania energii kinetycznej elektronów, ich
prędkość nie przekracza prędkości światła
-prędkość światła wyemitowanego przez źródło
poruszające się z prędkością bliską c wynosi zawsze c
– tyle samo, co dla źródła w spoczynku.
Transformacja Galileusza i Lorentza
Galileusza (u<<c)
Lorentza (v
∼c)
2
Dylatacja czasu
∆t – obserwator stacjonarny
∆t
0
– obserwator w ruchu
Skrócenie długości
„Paradoks drabiny”
3
Względność jednoczesności
Obserwator w pociągu
Obserwator na stacji
Linia jednoczesności dla
obserwatora w pociągu
Względność jednoczesności
4
Stożek świetlny
Zdarzenie A wyprzedza
zdarzenie B we wszystkich
układach – może istnieć
zależność przyczynowo –
skutkowa.
Zdarzenie A może w niektórych
układach wyprzedzać zdarzenie
C, ale zdarzenie C może również
wyprzedzać zdarzenie A w
innych układach – nie może być
między nimi zależności
przyczynowo-skutkowej.
Stożek świetlny –
„horyzont zdarzeń”
Paradoks
bliźniąt
5
Paradoks bliźniąt
Układy rozważane w paradoksie
nie są równorzędne !
System GPS Global Positioning System
Wymagana
dokładność zegara:
20 ns/dobę
Efekty
relatywistyczne:
38000 ns/dobę
6
Dodawanie prędkości
Pojęcie masy w fizyce relatywistycznej
Masa spoczynkowa i masa relatywistyczna
Definicja pędu i siły
Jeśli v dąży do c, siła dąży
do nieskończoności
Energia kinetyczna
7
Energia i pęd w fizyce relatywistycznej
Energia i pęd
Masa spoczynkowa (p=0)
Foton – brak masy spoczynkowej
Foton – kwant energii
Stała Plancka
Efekt Comptona – zderzenie fotonu z elektronem swobodnym
φ
γ
θ
ν
sin
sin
0
mv
c
h
−
′
=
Przesunięcie Comptona nie zależy od
materiału rozpraszającego
φ
γ
θ
ν
ν
cos
cos
v
m
c
h
c
h
+
′
=
2
1
2
2
1
−
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
=
c
v
γ
2
2
c
m
h
mc
h
γ
ν
ν
+
′
=
+