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 zródło poruszające się z prędkością bliską c wynosi zawsze c tyle samo, co dla zródła w spoczynku. Transformacja Galileusza i Lorentza Lorentza (v<"c) Galileusza (u<1 Dylatacja czasu "t obserwator stacjonarny "t0 obserwator w ruchu Skrócenie długości Paradoks drabiny 2 Względność jednoczesności Linia jednoczesności dla obserwatora w pociągu Obserwator w pociągu Obserwator na stacji Względność jednoczesności 3 Stożek świetlny Stożek świetlny horyzont zdarzeń 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. Paradoks blizniąt 4 Paradoks blizniąt Układy rozważane w paradoksie nie są równorzędne ! System GPS Global Positioning System Wymagana dokładność zegara: 20 ns/dobę Efekty relatywistyczne: 38000 ns/dobę 5 Dodawanie prędkości Pojęcie masy w fizyce relatywistycznej Masa spoczynkowa i masa relatywistyczna Definicja pędu i siły Energia kinetyczna Jeśli v dąży do c, siła dąży do nieskończoności 6 Energia i pęd w fizyce relatywistycznej Foton brak masy spoczynkowej Energia i pęd Masa spoczynkowa (p=0) Foton kwant energii Stała Plancka Efekt Comptona zderzenie fotonu z elektronem swobodnym - 1 # ś# v2 2 2 h + mc2 = h + młc2 ł = ś#1 - ź# ś# ź# c2 # # Przesunięcie Comptona nie zależy od h h 2 = cos + młv cosĆ materiału rozpraszającego c c h 2 0 = sin - mvł sinĆ c 7