Tiểu luận môn vật lý thuyết tương đối hẹp

1.Các tiên đề của lý thuyết tương đối hẹp
2.Phép biến đổi Lorentz
3.Phép biến đổi vận tốc
4.Các hệ quả của phép biến đổi Lorentz
5.Động lực học tương đối
Chương 4:
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
4) Các hệ quả của phép biến đổi Lorentz
+ Tính tương đối của sự đồng thời
•
Giả sử một xung sáng được phát ra từ giữa một
toa tàu đang đi vào ga, và truyền về 2 đầu tàu.
•
Theo hành khách trên toa, hai tia sáng đạt tới hai
đầu toa cùng một lúc.
a) Tính tương đối của sự đồng thời – Quan hệ
nhân quả
•
Theo người đứng dưới sân ga, tia sáng đi ngược
chiều chuyển động của tàu đạt tới vách tàu trước.
•
Vì vận tốc ánh sáng không đổi về cả 2 phía, và vì
vách này tiến lại gặp tia sáng.
•
Hai biến cố xảy ra đồng thời trong 1 hqc, lại không
đồng thời trong một hqc khác.
Hai biến cố xảy ra đồng thời trong hệ này
lại không xảy ra đồng thời trong hệ khác.
Sự đồng thời có tính tương đối.
Quan hệ nhân quả
•

Xét hai biến cố xảy ra trong hqc K’ ở cách nhau 1
khoảng Δx’ chênh nhau 1 khoảng thời gian Δt’
•
Từ ghép biến đổi Lorentz ta có độ chênh lếch thời
gian giữa hai biến cố trong hqc K’:
•
Thứ tự của hai biến cố đã bị đảo ngược!
O
y
z
Vt
x
Phải chăng trong 1 hqc chuyển động đối với
Trái Đất người ta có thể thấy:
•
Chú vịt cồ trẻ dần thành vịt con,
•
Rồi chui lại vào quả trứng!?
•
Thật ra, không thể đảo ngược thứ tự của các
biến cố trên đây,
•
Vì chúng có quan hệ nhân quả với nhau.
•
Phải có thông tin được truyền đi từ nguyên nhân đến kết
quả,
V : vận tốc truyền thông tin
Không thể đảo ngược thứ tự của hai biến cố có quan hệ
nhân quả
Mà theo phép biến đổi Lorentz, ta có:

2. Tính tương đối của không gian
“ Độ dài dọc theo phương chuyển động của
thanh đo đượctrong hệ mà thanh chuyển
động ngắn hơn độ dài của nó đo được trong
hệ mà nó đứng yên”.
Hay “ khi một vật chuyển động, kích thước
của nó bị co ngắn lại theo phương chuyển
động.
3.Tính tương đối của không gian
Xét 1 biến cố xảy ra tại một điểm xác định A trong
hệ K’.
Khoảng thời gian xảy ra biến cố được đo trong hệ
K’ sẽ là:
Nhờ vào công thức biến đổi Lorentz ta sẽ tính được khoảng thời
gian ∆t xảy ra biến cố trên được đo trong hệ O
Ta được:
Vậy: “Khoảng thời gian xảy ra 1 biến cố được ghi trên đồng
hồ của hệ K’ sẽ nhỏ hơn khoảng thời gian được ghi trên đồng
hồ của hệ K”
4. Sự bất biến của khoảng không thời gian
•
Khoảng cách không _ thời gian ΔS giữa hai
biến cố được khẳng định bởi:
•
Từ phép biến đổi Lorentz, ta có thể chứng minh là
khoảng không thay đổi khi chuyển hqc :
•
Khoảng cách không gian cũng không đổikhi quay hệ qui
chiếu. Phải chăng phép biến đổi Lorentz là phép quay
trong không _ thời gian?

5. Động lực học tương đối
a)Khối lượng tương đối tính
•
Khối lượng của một chất điểm:
•
Đo trong hệ quy chiếu gắn liền với chất điểm đó, là khối
lượng riêng m
o
của nó.
•
Đo trong bất kỳ một hệ quy chiếu khác, trong đó chất điểm
chuyển động với vận tốc v, đều lớn hơn khối lượng riêng:
b) Động lượng tương đối tính
•
Động lượng của một chất điểm tương đối:
•
Phương trình động lượng học:
c) Năng lượng tương đối tính
•
Năng lượng của một chất điểm
•
Năng lượng nghỉ:
•
Động năng:
•
Hệ thức giữa năng lượng và động:
•
Hình vẽ sau đây giúp nhớ hệ thức giữa động
lượng và năng lượng
K

E(=mc
2
)
m
0
c
2

m
o
c
2
E
2
= p
2
c
2
+ m
o
2
c
4
E = m
o
c
2
+ k
pc
d) Hệ quả


Từ hệ thức Einstein
Khi vật chuyển động, cho động năng là T của vật

( vì động năng lúc đầu bằng không)

Theo thuyết tương đối
•
Biểu thức của động năng được viết:
•
Năng lượng của vật:
Ta nhận thấy v phải nhỏ hơn c, vì khi v
lớn hơn thì
Sẽ có giá trị ảo, v cũng không thể bằng
c vì khi khối lượng của m sẽ tiến tới vô
cực
Vậy, tất cả những vật nào có khối
lượng nghĩ m
o
khác không thì phải
chuy ển động với vận tốc v nhỏ hơn
vận tốc ánh sáng ( v<<c)
Cảm ơn các
bạn và cô đã
lắng nghe