Szczególna Teoria Względności
Maciej J. Mrowiński
mrow@if.pw.edu.pl
Wydział Fizyki Politechnika Warszawska
22 stycznia 2017
The Ultimate Speed - An Exploration with High Energy Electrons
(źródło: www.youtube.com/watch?v=B0BOpiMQXQA)
The Ultimate Speed - An Exploration with High Energy Electrons
The Ultimate Speed - An Exploration with High Energy Electrons
Nowe zależności relatywistyczne
równoważność masy i energii E = mc2
masa relatywistyczna
m = m0
p(1 −vc22) gdzie m0 to masa spoczynkowa energia kinetyczna
2
pęd
p = m0v p(1 − vc22) zależność między pędem a energią
E2= (pc)2+ (m0c2)2
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Postulaty STW
Postulat I
Wszystkie układy inercjalne są równoważne pod względem
obowiązujących w nich praw fizyki.
Postulat II
Prędkość światła w próżni ma dla każdego obserwatora wartość c.
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
v
Równoczesność zdarzeń
t t’
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’
Równoczesność zdarzeń
x t
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’ t’
Równoczesność zdarzeń
x
t t’
x’ t’
Równoczesność zdarzeń
t t’
x’
t’
Transformacja Lorentza
x
t t’
x’
Transformacja Lorentza
t t’
x’
Transformacja Lorentza
x
t t’
x’
Transformacja Lorentza
t t’
x’
Transformacja Lorentza
x
t t’
x’
Przejście x → x0
x0 = γ(x − vt) y0 = y
z0 = z t0 = γ
t − vx c2
gdzie
γ = 1
q 1 − vc22
Transformacja Lorentza
t t’
x’
Przejście x0 → x
x = γ(x0+ vt0) y = y0
z = z0 t = γ
t0+vx0 c2
gdzie
γ = 1
Składanie prędkośći
x’
t’
u’
u = dx
dt = u0+ v 1 + vuc20
u0 = dx0
dt0 = u − v 1 − vuc2
gdzie u to prędkość ciała względem układu nieprimowanego, a u0 to prędkość względem primowanego (poruszającego się).
Dylatacja czasu
∆t = γ∆t0 gdzie ∆t0 to czas zmierzony w układzie poruszającym się, a ∆t to czas zmierzony w układzie, względem którego "primowany"układ porusza się.
Potocznie mówiąc: poruszające się zegary działają wolniej.
Dylatacja czasu
x’
y’
Dylatacja czasu
y y’
Dylatacja czasu
x y
1/2 c Δt l0
1/2 v Δt
x’
y’
l0 = 1/2 c Δt’
Skrócenie Lorentza
∆l0 = γ∆l
gdzie ∆l0 to długość zmierzona w układzie poruszającym się, a ∆l to długość zmierzona w układzie, względem którego "primowany"układ porusza się.
Potocznie mówiąc: poruszające się ciała ulegają skróceniu w kierunku