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 z w próżni z taką samą prędkością c.
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

Lorentza (v

∼c)

Galileusza (u<<c)

Konsekwencje teorii względności

„Paradoks bliźniąt”

Dylatacja czasu

Układy rozważane w
paradoksie nie są
równorzędne

∆t – obserwator stacjonarny

∆t

0

– obserwator w ruchu

Efekt Dopplera

Względność jednoczesności

Linia jednoczesności dla
obserwatora w pociągu

Obserwator w pociągu

Obserwator na stacji

Względność jednoczesności

Skrócenie długości

„Paradoks drabiny”

System GPS

Wymagana
dokładność zegara:
20 ns/dzień

Efekt
„relatywistyczny”:
38,600 ns/dzień

Stożek świetlny

Stożek świetlny –
„horyzont zdarzeń”

Zdarzenie A wyprzedza
zdarzenie B we wszystkich
układach – może istnieć
zależność przyczynowo –
skutkowa.

Dodawanie prędkości

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.

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

Pojęcie masy w fizyce relatywistycznej

Foton – brak masy spoczynkowej

Masa i pęd

Masa spoczynkowa (p=0)

Teoria Plancka

Stała Plancka

Hipoteza de Broglie’a