- Trang chủ >>
- Sư phạm >>
- Sư phạm vật lý
thuyết tương đối hẹp và ứng dụng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (328.49 KB, 68 trang )
KHOA TOÁN - CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
v
r
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP VÀ ỨNG DỤNG
NHÓM NGÀNH: TN 1
Chủ nhiệm đề tài:Vũ Lan Phương
Sinh viên lớp K10- ĐHSP Vật Lý
Cộng tác viên: 1. Nguyễn Tuấn Anh
2. Nguyễn Thị Hoàn
Người hướng dẫn:ThS. Cao Huy Phương
PHÚ THỌ - 2013
KHOA TOÁN - CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP VÀ ỨNG DỤNG
NHÓM NGÀNH: TN 1
Chủ nhiệm đề tài:Vũ Lan Phương
Sinh viên lớp K10- ĐHSP Vật Lý
Cộng tác viên: 1. Nguyễn Tuấn Anh
2. Nguyễn Thị Hoàn
Người hướng dẫn : ThS. Cao Huy Phương
PHÚ THỌ - 2014
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU Trang
!"#$%&
#'()* +)", /0+/1-,2 311/1&,4,1,",./51",/64/57
#&+8#6'()* $9*./:8);
#<&=>$"? "@A5B"C5D$EFG
#G&=H:I(52J6K""@.>A5.L6;
#;&MN.5O6"@L.L( 311/1&,4,1,",./51",/64/57
<
MỞ ĐẦU
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
)*2:P"Q R6.S6E)-)*5$9652T66UH(:S)VNW652)JWX"L"6E)
-)*5E26UY("Z:).[5$E/()J"\5 R661/("L"$O:91)J(1%W"U:C2
:@W"U6](^NU61#_E2 \":R:?)"UH(R)75(652T66UH(:S)`aW
`GaW`aW`ba$E61#_E2:?)"UH(-c".d652T66UH(:S)61/(`aW`<aW`;aW`ea
HfW:S)$g)61#:R"@.)$)Jf(h :C5"52J(E$i6-'W:j"
_)*6-E.)$)J?)k"l(UH(.%1O6mQmh:n)n5$EK :U^"T6
m)T6\"$9652T66UH(:S)VN
)*261/(61UY(:?)k"l(UH($E)9561UY(:?)k""U
"Q)95f(()J"\5$E6# )n5$9652T66UH(:S)VN'$#$i2
"o(68)"k()J"\5$E6# )n56](^Nm)T6\"$9"B-c".dWR)75(W
\(7!("@652T6
2. Tính cấp thiết của đề tài
/p(q m/k""@652T66UH(:S)VN:S)$g)$i6-p)*:?)W E
f(()L/61#"/:r(W:?)k""Z61#_E2X \":R:?)"UH("U"52J
.[5W$g) !":'")n51sR)75($E\(7!("@652T66UH(:S)VNW"o(68)
:P"kt52T66UH(:S)VN$E\(7!(u-E :96E)(52J"\5
3. Mục tiêu của đề tài
K :U^""H.X-p652T6$E6>"()* "/.>1:Y)"@652T66UH(
:S)VN
)n5$9R)75($E*A5B"@652T66UH(:S)VN
+R6.S\(7!("@652T66UH(:S)61/($i6-p)*:?)
4. Đối tượng và phạm vi ngiên cứu
Đối tượng nghiên cứu&52T66UH(:S)VN$E\(7!(
G
Phạm vi nghiên cứu&()J"\5652T66UH(:S)VN61/(*A52
")T5A5L6'
5. Nội dung nghiên cứu
R)75(&c".d1:Y)"@652T66UH(:S)VN
R)75(&X.X"@652T66UH(:S)
R)75(<&R)75($Ef($O:9-)JA56g)652T66UH(:S)
R)75(G&+R6.S\(7!("@652T66UH(:S)
6. Phương pháp nghiên cứu
vUH(NLNmL)A5L6Q6E)-)*568(A5:k"()L/61#W6?N"'$E"L"
6E)-)*5mL":nN[6'"6](^N-'652T6-)JA5:T:96E)6w:Q656iN
68(6)"C6)T6
O2pm)T"52J()W-O2pm)T()L/$)J61>"6)TNUg(7x:96E):n
/E6)*$9 j6R)75("y(U#6\""@:96E)
;
CHƯƠNG 1 : LỊCH SỬ RA ĐỜI CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
g)"5S)6TmZzz$i6-'"]:)n:P:?6f(6E6>56/-g$9)95
j69 j6-'652T6WQ:P{L"-iN:U^"f(A52-5i6"H_BW"Q*6S("@
"L")*6U^("Hk"W)*6k"WA5(k"W:)*6wk"9 j6NUH(NLNW_J
"?NUH(NLN"@"Hk",|6/WQ:P{[27>(f(NUH(NLN:j"6l
"@)*6:R(->"k"W:)*:R(->"k"W$i6-'6S(mJW"L"NUH(NLNE2-O2
NUH(NLN"@"Hk"-E :)n {5O6NL6$E-E "H.X9 j66>"()* Wmq
65i661K"A5(Wmq65i6:/:)*:P:6:R"'{L""/Wf(.S-)*5A5(N]
k"1O6N/(No$E"'{L"Wf(}(.S$i6-'k"$EQk":L(6)"i2
:P:U^""8(_S
##:Qm)T"/"L"Em/k"6)1}($i6-'k":P:?66g):Z
"/"@Q$Em8("~)*6U^($i6-'E/ EQm8(6n()B)6'":U^"
U("y("'61/(6##:Q$E/"5S)6TmZzz:C56TmZzz:P{5O6
)*f(NL6 ) g)1O6A561k($9(52J6K" E$i6-'k"m):Qm8(
()B)6'":U^"o(:~)•)NB)"Qf(_)T:])-g61/(i6\"WA5
:)n "@"L"E$i6-'k"W6?/1.>{L/61Rm8(_#6UY( Ev/"1,(k)
:Q-Et"5R"m@(/B(61/($i6-'k"u
h e;Rontgen€eG•<‚NL6 )1 R6_\"{? g)W"QmBh(
{52J6O5f($i6"K.L($E)/Q"L""O6m'ƒ((k)Q-E6)zƒ(
:PA52T6:cmB/.L66)"6/6$#6,/8(6):Q"'-E R6"l "@ R6-/?)
?66'":)*"U_)T6
h e Beccoren €e;•„e‚NL6)*1)*6U^(NQ({?L"
mB/.L66>"()* "/N…N"L"E$i6-'mr(:c1}("L"6)NQ({?"Q
_6ENC&6)†-E R67~(?66'":)*7UH(W6)‡-E R67~(?66'"
:)*[ W$E6)ˆ-E R6_\"{?:)*6wL"6)NQ({?:95 (h(-U^(W
U("L"E$i6-'m8(6# 1:U^"(5I(S"h(-U^("@"o(h(
-U^(:QNB)} 61/(_9.[5"@"L"$i6NQ({?WU(Q-Eh(-U^((#$E
"H"O5"@)*6U^(NQ({?-EU6TE/U(m):Q.>6I6?)"@(52J
6d"U:U^""L"E$i6-'"ONi/E6/EW"/J R6?6_…H(52J6d
1O6)95-?)"E(mQ"ONiH
h „54 NL6)*6J R6:)95 g) ‰m)()J"\5"L"6)
‡W8(6O21}(T5"L"7~(,-,"61/"Q$i6S"-g6#6Z.S
e
m
"@"o(()B
/1,6Š€e;<•e‚()B:c1}(m) R6,-,"61/"52n:R(61/(J6,
$g)$i6S"_}($6#:UY(m'"@Q6,/NUH("52n:R(_c"/-?)
,-,"61/m8("Q7?("C5fW E_c…-?)6E R6,-)N{/)6f(()J
"\56>"()* 6)TN6,/h „e"\(6•1}("8(6\""@/1,6Š-E:o(
=>N!65R""@mS)-U^(,-,"61/$E/$i6S""@Qm8("~-E R6()B:c
E61X6E R6:)95mr(:c+R6"[5•):U^":j61,-,"61/"QmS)-U^(
68(6UY(6,/:c(q"@,|6/m8(‹Qpm)T"/1}(,-,"61/"Z
"QmS)-U^(:)*6wm8("QmS)-U^(68(6UY(y("Qpm)T"/1}(
k)mS)-U^(:95-EmS)-U^(:)*6w$# k)$i6:957/"L",-,"61/$E"L")/
7UH(6?/6E##61J:P([21f({L/:R(61/(A5:)n "@"L"
E_L"k"1/(.S"L"Em/k"$E61)T6k"6i 61'_K6:C5"QA5)*
1}(t$i6"O6:P_)T O6uL":c-5i6_B/6/E6UX("w(U_9$f(
"y(NB):U^"{, {…6-?)vB)6w_•:c-5i6_B/6/EmS)-U^(:P:U^""/)-E
R6:c-5i6652*6:S)mr(:c.>_B/6/E$i6"O6W"y(7/:QNB)6w_•"B
:c-5i6_B/6/E:R(-U^(EHf-E"U)()B)6'":U^"(5I(S"
h(-U^("@"L"6)NQ({?$E(UY)6()(Y-58"B6'N]_)T"@
:c-5i6_B/6/Eh(-U^(/6g)-o"E2J6,-E 8)61UY("C6)T6"/"L"-'
652T6"@A5(k"$E:)*:R(->"k"WU($x"Z-E R6 8)61UY(()B
:c"U)"\( ):U^".>6I6?)6>".>"@Q)B.dJ6,:\(2J61/(
$y61!WT5$i6S"L.L(61/(J6,-E"$E$i6S"1L)O661/(J6,-E$6#m)
L.L(615296,/NUH("52n:R("@1L)O6$E"y(")95$g)1L)O6
$i6S""@Q.%-E"
Œ"0$Wm)L.L(615296,/")95(U^"-?)W$i6S""@
Q.%-E"
Œ"•$Q-E)*6U^(68(6UY(61/("Hk" E)"y(_)T6
b
T5:/:U^""
$E"
6.%{L":c:U^"$W6\"-E"\( ):U^".>6I6?)"@
J6,
+)", /:P7l( R6NUH(NLN1O66)$):n:/$#$ŽŽ"WJ
m8(6n7l(N…N:/61>"6)TNE/:nNL6)*:U^".>"J-*"()f"W"
W
"
+)", /:P7l( R6()/6/mT7/8("T6?/1:n6>")*"L"N…N:/
$E)95-C"B)6)TQ:n[("/mT6A5B:/T6A5B-Em8(NL6)*:U^".>
.)mL"()f"
$E"
6\"-Em8(NL6)*J6,U$i2NB)"ONimT6A5B
N@:c"@6'()* +)", /U(m8(6n()B)6'":U^"mT6A5B:Q•
"5S)6TmZzz"L"E$i6-'A5)* 1}(6T()g)A56_/(I $i6"O6$E
_\"{?€_\"{?)*6WL.L(:)*6w61UY(‚Q-E)6>"6T6I6?):R"-iN
5€"Q6n"Q$i6"O6 Em8("Q_\"{?W/j"(U^"-?)‚U(6UH(6L"
:U^"$g)5
),"./N:P:U1mL))* t$i6:,652*6:S)uWm) R6_\"{?615296g)
R6$i6E/:Q6#$i6:QON6! R6NC_\"{?$ENB{?/j"6L{?NC"~
-?)i6:,652*6:S)-E R6$i6-'6UX("QmBh(ON6!/E6/E k)_\"{?
$g) k)_Ug".Q(mL"5$EX k))*6:RmL"5i6:,652*6:S)65[
6,/f(A52-5i6ON6!$ENL6{?"@"L"$i66i6)95:Q()S(U$)*"
()J"\56'"O6"@"L"m'-'6UX("/N…N6w:Q1o616'"O6"@"L"m'
6>"
f((52J-'6UX(U$f("K":P6w(-E)9 6>E/"@$i6-'k"
6#2:95_c-5(-2)95E$i6-'k"_K6:C5()(Y"B.>6I6?)"@J6,W
(52J6dWN[6dW,-,"61/W-Ef(:S)6U^( E6m8(61>"6)TNA5.L6
:U^"8(NB)-E"o(6:PmL NL1f(A52-5i6mL"A5"@6>
)J E"'"o(6:P_E2:j61"L"A52-5i6:Q=>NL661)n"@$i6-'k"
6TmZzz:P{Q_•.>m@(/B(61/($i6-'$E"\( )6':o(:K"@
f(-5i:)n "@J)$9i6\"-5i
e
+j"7lJ6,"Z-E R6 8)61UY(()B:cU("L"E$i6-'k"$x"C
:TQW$#m8(6n#75(:U^".Q(L.L(2.Q(:)*6w61529:) E
m8(7>$E/.>_)T7?("@ R6 8)61UY(:EI)E/:Q52)JW"U
"Q R66'()* E/NL6)*:U^".>6I6?)"@J6,C56TmZzzW(UY)6
-?)"\(6•_}(6>"()* 1}(.>"52n:R("@1L):O6m8(-E 62
:])")T6.5O6"@"L" 8)61UY(n()B)6'")*6U^(:QW(UY)6NB)()B
:c1}(J6,_c"L"$i6m…/6,/ R6NC&m) R6$i6"52n:R(J6,61/(
m8(()_J(/E)$i6$x:\(2JWU(J6,_J61/($i6_cm…/6,/$i6$g)
R6$i6S"•H$i6S""@$i6h eeW+)", /:P6>")* R66'
()* 6)$):n{L":c$i6S"6UH(:S)()f1L):O6$EJ6,ƒ("/ R66)
.L("QNUH(61l($g)NUH("52n:R("@1L):O661/(J6,W6)6\)
$58((Q"$g)NUH(:Q=5:QW8(A52()/6/mT R6(Q"„•:n6)6\)
61l(NUH($E6)6\O6$58((Q"$g)NUH("52n:R("@1L):O6T5
J6,:\(2J61/($y61!6#:Q"y(-E$i6S""@61L):O6:S)$g)J6,EmT6A5B
"5S)"l(-Em8("Q$i6S"6UH(:S)()f61L):O6$EJ6,W(q-Em)61L):O6
"52n:R(61/($y61!6#J6,_cQm…/6,//E6/E"Q6n"ONiJ6,
-E"Q6i6U(_}(f(6'()* A5(k"$E:)*6wk"6m8(6nNL6
)*:U^"{, R6*:(:\(2J2"52n:R(6r(:9561/(J6,_O6
:R(6\"-Em8(NL6)*:U^"J6,
v/"1,€e;G•‚"y(mB/.L6f($O:9 E/1,6Š()J"\5
U(mL"$g)/1,6ŠW8({5O6NL6(26w(52J-'6UH(:S)W8("/)1}(
(52J-'6UH(:S)m8("Z-E:o(61/("Hk" E-E:o($g) k))*6U^(
$i6-'WQ-E R6(52J-'"H_B"@$i6-'k"v/"1,:P:){H/1,6Š$E
6g)(C$g)652T66UH(:S)"@3).6,)U(8(:Pm8( 5S_•"L"A5
)* "y"@$i6-'k""]:)n)B652T6J6,_O6:R(61Ug":[2:P(^)1 R6
NUH(NLN:nNL6)*"52n:R(652*6:S)"@"Hk",|6/f("8(
61#"@/1,6Š$E"@v/"1,:P{Q_•mBh(NL6)*"52n:R(
652*6:S)$EJ5-J$O:9NB){…6-?)A5)* $9"52n:R(652*6:S)
f($O:9J5-JX61Jm8(6n()B)A52T6:U^"_}("L"A5:)n "]
:)n
+P):Th „;W3).6,)W:P$)T6G_E)_L/([27U-5i.Q(()Q61/(
()g)m/k"m)(d):h(61J6?N"'m/k"‘\"’D-,7,1v2.)m’1/(
_E)6\6UW8(:P61#_E2R)75( E(E226(k)-E652T66UH(:S)=5:QW
8(J51):c:9"H_B:n{[27>(-p652T6"@ #
(52J-'6\O6mr(:c1}( k)*A5L6'U5:S)$g) k)
)*6U^($i6-'6\"-E k))*6U^($i6-'6\"-E k))*6U^($i6-'65[6,/
f(A52-5i6U561/("L"*A5L6'Q-E(52J-'A5L6'3).6,)
-E.> X1R((52J-'A5L6'-)-,/A5,65R"61/("Hk"(52J-'A5L
6'3).6,)mr(:c1}(m8("Q)*6U^($i6-'E/"/N…N6NL6)*
:U^""52n:R(652*6:S)l($g)"52n:R(652*6:S)6#m8(()652*6
:S)$E6Y)()652*6:S)"y(NB)_c-/?)61wm•)$i6-'k"
(52J-'6\)mr(:c1}($i6S"L.L(61/("[m8(-E_O6
_)T61/( k)*A5L6'$Em8(N!65R""52n:R("@(5I.L(
r(:c6UX(U:H()BE26n)* R6A5:)n /E6/E g)m)./
$g)A5:)n "@-)-,/$i6S"N!65R"$E/*A52")T5U(6,/(52J
-'6\)6#$i6S"L.L(m8(N!65R""52n:R(6UH(:S)()f1L)
:O6$EJ6,_O6:R(T5U$i26#J6,-E R6 8)61UY(6m8(NL6)*:U^"
$Em8("Q$)61~(#61/(.>61529L.L(
z5O6NL66w)(52J-'61JW 3).6,) :P{[27>( R6-'652T6/E
"Z (6J-E“652T66UH(:S)VN”LN7!("/"L"*A52")T5A5L6'
„
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
2.1.Thí nghiệm Michelson – Morley
5S)6Tm•:.S"L"E$i6-p6)1}($y61!:U^"-ON:C2_X) R6 8)
61UY($i6"O6:j"_)*6(k)-EJ6,–61^"/.>-61529"@.Q(:)*6w‘)95
()B652T6E27>$E/"H.X-E"L".Q("Hk":95"C R6 8)61UY(615(()
:n615296UH(6L"M.L(:)A5J6,$g)6S":R-E"_}(56,/ k)Ug(
'()* :U^"6>")*_}( R6()/6/mT(I R6(5I.L(:H
.K""Q_Ug".Q(_}(<< W R6_B_L ? R6dNB{?$E R6d61529
A5+W)(UH(Nr(+
$E+
"l(:j661/( R6*A52")T5”:(
"52n:R($g)$i6S"56,/")957UH(—z./$g)*:\(2J
M.L(.5m)_L+"/ R66)NB{?$E:T(UH(+
1I)NB{?61X-?)$9
+˜5+
-Cf:n$E/S((K )mo"{?.5m)A5+:T+
1I)NB
{?61X-?)+W6)E26)TN6!"NB{? R6-Cf:n:)$E/S((K k)
m/B("L"6w+:T+
$E+
_}(5$E_}(
#&+8#6'()* "@+)", /
#*A52")T5”:("52n:R(W+
"y("52n:R(J6).L(:)
6w+:T+
.%:)6,/:UY({)J"Q:R7E)-E&
{
-.,1
+
+
+
56 +
"6
"6
+ +
α
+ + Œ Œ
"/.†
€‚
Y)().L(6w+:T+
$EA5261X$9-E&
Œ†Œ
" •5
€‚
).L(:)6w+:T+
"Q$i6S"6UH(:S)-E€"•5‚W"~m)A5261X-?)Q
"Q$i6S"-E€"•5‚i26Y)():)6w+:T+
$EA52$9-E&
Œ • Œ
"•5 "•5
" •5
€<‚
Y)()"J-*"m))6):T$EA52$9-E&
™6Œ6 •6 Œ •
" •5
" •5
€G‚
/5•H)95./$g)"J&
Œ €• ‡ ‚
"
" •5 " •‡
≈
W$g)
5
‡Œ
"
E
Œ €•‡ ‚
" •5 " €•‡ ‚ "
≈
U$i26"Q6n$)T6&
<
5
™6Œ • Œ
" •5 "
" •5
€;‚
)B652T61}("8(6\"^N$i6S"-)-,/-E:U^"6• P6#)6)
.L(:Qm)$E/S((K "Q)*5A5(61#-E&
™1Œ"™6
€‚
EU$i2.%-*"N5 R6-U^(
š š5
™›Œ €"™6‚Œ
œ
œ"
€b‚
UY(:R.L(6](^N61J E()/6/-E&
Œ • • • "/.™›
€e‚
1/(:Q
W
-C-U^6-E"UY(:R"@)6).L(6ENC"l(:)$E/
S((K '()* :U^"-E -?))95-C61/(:)95m)*(UY)6A527!(
"!6'()* 6,/f((Q"mL"5./$g)61!"—zU($x()f(52J
NUH("52n:R("@./$g)”-E—z
=>6'6/L_}("8(6\""R($i6S"-)-,/"/6mT6A@-E6,/
f((Q"mL"56#)*5.SN"@"L"6).L(6ENC:)$E/S((K
-EmL"5\"-E"UY(:R.L(6](^N61J E()/6/mL"5
,/6'6/L6#"UY(:R.L(6](^N61/(S((K .%62:])1O6-gW1O6
7•A5.L6m) E6A527!("!6'()* 6,/f((Q"mL"5U(
6>"6T(UY)6m8(A5.L6:U^".>62:])"UY(:R.L(m)A527!("!
6'()* \"-E)*5.SN$E)*56Y)()61529"@)6).L(-EU5
'()* E2"Q6n"\(6•L.L(615296,/ k)NUH($g)"l(
$i6S"-E""\m8(65[6,/"8(6\""R(-)-,/$Em8(6n"Q$i6S"
E/-gH"
2.2.Thí nghiệm Sitter về quan sát hệ sao đôi
h <=)66,1:P_L"_•N…N"R($i6S"-)-,/:S)$g)L.L(61J
"H.XA5.L6"52n:R("@"L"(8)./:8)
=/:8)-E)(8)./X(C5W"52n:R({5(A5mS)6[ "@
*T5 R6(8)./j(H(8)./m)1O6)956#(8)./V.%"52n
:R({5(A5(8)./j(U R6$*6)‘n:H()B6{, (8)./j(
-E:\(2J"~(8)./V"52n:R({5(A5$g)$i6S"$$E-E
m/B("L"6w(8)./:T_9 j661L):O6
<
#&+)k$9*./:8)
=5 R6d"5mžA52-E„W;(8)./:):T:)n D"Q$i6S"6)TN
652TUg($9N'61L):O6U$i2f(6).L(7/(8)./NL61:):T61L)
:O6$g)$i6S""•$WQ.%:T61L):O6$E/6Y):)n -E&
„
=
Œ6 •„W;•
"•$
€‚
T5m/B("L"6w*./:8):T61L):O6-E:@-g./"/6).L(:)6wD
:5])mcNF6#6.%A5.L6B"@"l( R6(8)./V6?):)n DWF$E/"l(
6Y):)n 6:U^"6'-E&
„ „
= =
6Œ6 • • Œ6 •
"•$ "•$
=$
Œ= • ŒG
"•$ "•$ " •$
÷
€„‚
/:QWm)"!NB.>"52n:R("@./FW"o(6NB)"Q:U^"61J
m'B R6:/?"5(.L(W626T"/f(:)n .L(52)JW"L"N…N
A5.L6"\(6•1}(:S)$g)6O6"B"L"./:8)W6m8(6O2:U^"f(.>_)T
7?(6UH(6>U$i2/:QWm8("Q.>N!65R""@$i6S"L.L($E/$i
6S"(5I.L(
3. Thí nghiệm tưởng tượng của Maxwell
D
F
V
ur
V
ur
G
U$i26:P6O21}(m8("Q_O6mž7!("!"Hk"E/"/N…NNL6
)*:U^""52n:R(6r(:95"@N~(6'()* :S)$g)J6,
52)JW R6"[5•):j61-E"Q6n7l(7!("!A5(k":n-E $)*"
:Qm8(‹
T5:\(61JA5:)n "/1}(N~(6'()* "l($g) k)7!("!
"\61/(Q:){52JA5J6, Em8(m…/6,/QW"y(6>U R6"L)-I(
"Qm,6U:){52JA5m8(m'W6NB)61B-Y)"[5•):Q R6"L"mr(:c
>"$i2W61/(61UY(^N:QJ6,"52n:R(:S)$g)N~(6'()* W$E
N~(6'()* :("52n:R("Q()QJ6,6])A5W"y(6>U R6")T"
868 5)61C:("52n:R("Q()Qm8(m'68(6UY(6])A5(26w
h ebeW+{|, :P"Z1 R661/(f(mBh($9(52J6K"A5.L6
:U^"()QJ6,
o(6P26d6UX(6U^( R66/6C5")957E)-W"52n:R(6,/
")95 y)6J$g)$i6S"$•()f6/6C56_i6(k:Ÿ=W$E"L"6).L("@
(k:Ÿ1k).L("L"6E6/s1E(1}("L"6).L(:)6g)6E61Ug""@6/
6C5 5RH-E6g)6E.5W$#6E61Ug""?21{"L"6).L($E6E.5
"?26g)"L"6).L(T5$i6S"L.L(61/(J6,-E"W6#$i6S"L.L(:S)
$g)6E61Ug"-E"0$$E:S)$g)6E.5-E"•$#6TL.L(NB):)6g)"L"
6E6C5$E/f(6Y):)n mL"5
Y)()61•"@6).L(E2./$g)6).L(m).%_}(&
-$
™6Œ • Œ
"•$ "•$ " •5
€‚
op1}($ŽŽ"W"5S)"l(6:U^"&
-$
™6
"
≈
/:Q&
"™6
$Œ
-
€‚
;
U$i2T5_)T6")957E)"@6/6C5W_)T6$i6S"L.L(W$E:/7U^"
)*56Y)() 6W6m8(f({L"-iN:U^"_B6[.>"52n:R("@N~(
6'()* :S)$g)J6,W E"~6# :U^"$i6S""@"52n:R(:Q
i6S":Q"Q6n(k) R6"L"6>)J-E$i6S"652*6:S)WmL"$g)"L"
$i6S"6UH(:S)./$g)*A52")T5-)-,/"52n:R(_O6mž>"1m8(
6n6>")*61>"6)TN:U^" R66'()* U$i2W$#1}()*56Y)() 6•
m8(:L(mnWm8(6n7l(_O6mž-/?)6Y)mTE/:n:/:U^"'7!W$g)$i
6S"$Œ<„m ¡.$E")957E)"@N~(6'()* m/B($E) …6W6Y)()61• 6
.%"Q:R-g-E„
•
()[2
52)JW(2"Bf()*56Y)()•U$i261/(6Y)()61529
"L"6).L("y(7x6g)f(_)T:]):L(mn"@)*5A5(61#" 6W$E:)95
:Q"/N…N2$k(7l(f(7!("!()/6/:nNL6)*"52n:R("@
61L):O6:S)$g)J6,
CHƯƠNG 3 : THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
3.1.Các tiên đề của Einstein
L"$g)6O6"BU(E()J"\561Ug":[2W3).6,)#6O261/(mJ6
A5BN@:c"@6'()* +)", /m8(NB) R6.>mQmh(x5)J
"C:U^"()B)6'"_}("L"E22"L"mL"W E-E.>6n)*"@ R6A52
-5i66)J)J6](A5L6E/:QWA52-5i6:Q-E&m8(6nNL6)*:U^""52n
:R(6r(:95"@N~(6'()* :S)$g)J6,Wm8(f(_}("L"NUH(
NLN"Hk"W E"B_}("L"NUH(NLNA5(k"f
F}("L"mL)A5L6QmT6A5B:QW8(:91 R6()B652T6-E.> X1R(
(52J-p6UH(:S)-)-,/$E (6J-E(52J-p6UH(:S)3).6,)&
Không có bất kỳ thí nghiệm vật lý nào (cơ học, quang học, nhiệt học, điện từ
học, ) thực hiện trong nội tại một phòng thí nghiệm lại cho phép xác lập xem nó
có ở trạng thái chuyển động thẳng đều tuyệt đối hay không.
y(()S(U(52J-p-)-,/W(52J-p6UH(:S)3).6,)"Q6n:U^"
NL6_)n57Ug)7?(mr(:c&
Mọi hiện tượng vật lý đều diễn ra như nhau (trong những điều kiện như
nhau) trong hai phòng thí nghiệm đang chuyển động thẳng đều đối với nhau.
)*2(52J-p6UH(:S)3).6,)-E R6.>m)*m/k""y("K"
"KU-E.>mr(:c$9"O561o"(52J6d"@$i"O6W2-E:c-5i6_B/
6/Eh(-U^(/:Q_O6mžp6UX(E/$9$)*"6?/1 R67!("!$i6-p"Q6n
NL6)*:U^""52n:R(652*6:S)"@N~(6'()* "y(NB)_c_L"_•
R6"L"$8:)95m)*W()S(U-Ep6UH($9_O6mž R6:R("H$q"d5E/
:Q
s1E(1}((52J-p6UH(:S)-E "/()B652T6$9m8(()652*6:S)
61X6E/E6/E()B6?/$Em8(} !":'"(#T5U61/( k)N~(
6'()* "52n:R(6r(:95:S)$H)5W k))*6U^($i6-p:957)•1
U56#_O6mž"L)E/61/(.S"L"N~(:Q:95"QA529((5:U^"
"/)-E:\(2J652*6:S)I(6Y)f(mL))* $9.>:\(2J652*6:S)$E
b
"52n:R(652*6:S)-E6w$Em8(Nl^N$g)_B"O6"@.>$)*"+k)
"52n:R(:95-E6UH(:S)$E"Z"Q"L"Q)$9"52n:R("@$i6E2./$g)
$i6m)-E"Q(q
HfW"'(2()B652T6"/)J6,-E R6 8)61UY(:EI)-)J6!"
"y("Q [565x_J61/(>"$i2WT5(52J-p6UH(:S)3).6,)-E:o(W
$ET5"L")*6U^($i6-p7)•1U561/( k)N~(6'()* "52n
:R(6r(:95:S)$g)56#m8(6n"Q()QJ6,61/(_O6mžN~(6'()*
E/)95:Q"Q(q-EJ6,NB):\(2J:S)$g)_O6mžN~(6'()* E/W$E
U6T-E$8-pU$i2(52J-p6UH(:S)3).6,):P-i6:] R661/(f(
()B652T66>)JO6 E$i6-pk""]:)n:P:91&()B652T6$9.>6I6?)"@
J6,
o(6"op1}((52J-p6UH(:S)3).6,):P:5])m•)$i6-pk""L)
8)61UY(:EI)()B:c E61/(QW6,/U652T6.Q(W7)•1.>-
61529"@.Q(:)*6wW"/J61Ug" K6"L"E$i6-p$O:9_B"O6"@L
.L(61Ug":[2#U:P:U^"()B)A52T6 R6"L"7\6m/L6W2-?)7)•1$g)
6O6"B.>(2(K6"@Q
T5UR)75("@652T66UH(:S)"Z} (k61/( R66)J:9W-E
(52J-p6UH(:S)3).6,)6#Q"Z"Q:U^" R6(L61c-g-/$9 j661)T6k"
$Ei6\"-5iWU(/E6/Em8(NB)-E R6652T6$i6-p6)J:/L:U^"
R6.S-U^(m](-I"L".>m)* g)$E"Q:U^" R6N? $)6L"7!(m](-I
61/($i6-p(52J6d$E$i6-p)*:?)
(52J-p6UH(:S)NL661)n-J6E R6652T6$i6-pN/(NoWT56
_].5(Q_}(6)J:96\)"@3).6,)&
Vận tốc của ánh sáng trong chân không là như nhau theo mọi phương và
không phụ thuộc vào chuyển động của nguồn sáng.
e
32. Động học của thuyết tương đối
3.2.1 Phép biến đổi Lorentz
3.2.1.1 Công thức Lorentz về biến đổi tọa độ
,/652T66UH(:S)3).6,)6#):I(I-Em8(:I(_Rm):j6
61/()*A5L6'mL"5i261/("8(6\"_)T:])-)-,/m8(6n
"ONi*6\"6Œ6¢Q)"L"mL"WNUH(61#-)J*6UH(:S)NB)"Q"8(
6\"-)JA5$96Y)()$Em8(()61/()*$E¢
96Y)()W()B.d”"52n:R(6,/")957UH(—z$g)$i6S"5./$g)
6#6k:R"@{”61/(*”.%_)T6E&
2
x'. 1 - b
{…661/(*(/E)16,/
6Y)()6*”:)1{* R6:/?{
„
Œ56i26"Q"8(6\"-)J*{$E{”
-E&
2 2
0
b b
x = x + x'. 1 - = ut + x'. 1 -
€<‚
2$)T6-?)-E&
2
b
x - ut
x' =
1 -
,/"L"61!"/2W/Š6#:R7E)6,/NUH($58((Q"$g)NUH("52n
:R(-Em8(:])$i26"Q&
2Œ2”£ŠŒŠ”€<‚
‘n6# "8(6\"_)T:])$96Y)()6{…6 R6_Q(:Ÿ-o"6Œ„_K6:C5
NL6.L(6?)$c61'*61l($g)*”1/(*L.L(NL616,/.Q(
"C5$g)$i6S""W.56Y)()6_Lm'"@#"C56UH(\(-E"6"/J6
"Q&
{
•2
•Š
Œ€"6‚
€<<‚
UH(6>61/(*¢NUH(61#"@#"C56UH(\(€6,/(52J-p
"@3).6,)‚"y(:U^"$)T6_X)&
{
¢
•2
¢
•Š
¢
Œ€"6¢‚
U€<‚$E€<<‚$E/NUH(61#61J6:U^"&
{
0€"6‚
Œ{
¢
0€"6¢‚
2-E&
{¢ •{ •" 6
6¢ Œ
"
62
2
x - ut
x' =
1 - b
$E/6:U^"&
5{
6•
"
6¢Œ
•‡
1/(N…N_)T:])$96Y)()WT55-E•H)95./$g)"6#
β
.%
6)T$9„$E6Œ6¢661X-?)$g)N…N_)T:])-)-,/
v…N_)T:])/1,6Š6w*A5L6'.(*¢(I "L"NUH(61#.5&
2
2
2
b
b
x - ut
x' =
1 -
y = y'
z = z'
ux
t -
c
t' =
1 -
€<G‚
3.2.1.2 Công thức biến đổi Lorentz về vận tốc
O2:?/E
2
x - ut
x' =
1 - b
6,/6Y)()6"Q&
x
2
dx udt
-
dx'
dt' dt'
v = =
dt'
1 - b
€<;‚
+E6"Q&
x
2 2
2 2
uv'
dt' u dx'
+ . 1 +
dt
dt' dt'
c c
= =
dt'
1 - b 1 - b
„
x
dx dx dt dt
= = v
dt' dt dt' dt'
. .
⇒
x
x
x
2
v' + u
dx
v = =
uv'
dt
1 +
c
€<‚
,/NUH(2$EŠ6"Q&
2
y
y
x
2
2
z
z
x
2
b
b
v' ( 1 - )
dy
v = =
uv'
dt
1 +
c
v' ( 1 - )
dz
v = =
uv'
dt
1 +
c
€<b‚
v…N_)T:])(U^"6w*.(*”&
x
x
x
2
2
y
y
x
2
2
z
z
x
2
v - u
v' =
uv
1-
c
v ( 1 - b )
dy'
v' = =
uv
dt
1 -
c
v ( 1 - b )
dz'
v' = =
uv
dt
1 -
c
€<e‚
op&m)5•H1O6)95./$g)"6#"L""8(6\"_)T:])/1,6Š
A5261X$9"8(6\""R(-)-,/)5•H1O6)95./$g)"6#6Z.S
u
c
.%
(C_}(„W6"Q&
{
5$
•
"
»
U$i2&
x x
y y
z z
v' = v - u
v' = v
v' = v
8(6\":P61X$9"8(6\""R($i6S""@-)-,/
3.2.1.3 Các hệ quả của phép biến đổi Lorentz
3.2.1.3.1 Sự co lại về chiều dài của các vật
)B.d"Q R66:\(2J61/(*”7?67k"6,/61!"{”W:R7E)"@Q
61/(*”_}(&
„
¢ ¢l x x
= −
-
/
-E")957E)"@6:/61/(*6?):Q6:\(2JW6(k)-E")957E)1)J(
"@6
k)--E:R7E)"@6:/:U^"61/(*+5S$i26NB){L":c$c
61'"L":C5661/(*6?)"l(6Y):)n wN…N_)T:])/1,6Š6$)T6
:U^"&
$6
{ •
"
{¢ Œ
$
•
"
$6
{ •
"
{¢ Œ
$
•
"
€<‚
1w):r(6\"61J$E"op1}(6
Œ6
6:U^"&
{ •{
•{¢ Œ
$
•
"
{¢
€<„‚
2&
„
$
-Œ- •
"
i2:R7E)€7k"6,/NUH("52n:R(‚"@661/(*A52")T5 E
6"52n:R((KH:R7E)"@6X61/(* E6:\(2JQ)
"L"mL"Wm)$i6"52n:R(Wm'"6Ug""@Q_c"/(K6,/NUH("52n
:R(
U$i2m'"6Ug""@ R6$i6.%mL"56l265R"$E/H)6A5.L6
QX61/(*:\(2J2"52n:R()95:QQ)-J6'"O6"@m8(()
61/("L"*A52")T5:P62:])Q) R6"L"mL"Wm8(()"Q6'"O6
6UH(:S)QN!65R"$E/"52n:R(1UY(^N$i6S""@"52n:R(
•W6#6-?)61X-?)mT6A5B61/("Hk""]:)nWX:[2m8(():U^""/)-E652*6
:S)Wm8(N!65R"$E/"52n:R(
3.2.1.3.2 Sự chậm lại của các đồng hồ chuyển động
)B.d"Q R6:I(I:\(2J61/(*”{…6)_)T"S{B216?)
"l( R6:)n D"Q6k:R{”2”Š”61/(*”/B(6Y)()()f)_)T"S
<
61J61/(*”_}(
™6¢Œ6¢ •6¢
Q-Em/(6Y)():/61/(*6?):Q$i6
"\"L"_)T"S:\(2J(k)Q-Em/B(6Y)()1)J("@)_)T"S
F[2()Y6:)6# m/B(6Y)()()f)_)T"S61/(*w"L""8(
6\"_)T:])/1,6Š6"Q&
${¢
6¢ •
"
6 Œ
$
•
"
£
${¢
6¢ •
"
6 Œ
$
•
"
w:Q1o61&
6¢ •6¢
™6Œ6 •6 Œ
$
•
"
€<‚
2&
$
™6¢Œ™6 • Ž™6
"
T6A5B:Q:U^"NL6_)n5U.5&/B(6Y)() 6"@ R6A5L61#
61/(*”"52n:R(_/()Y"y(•Hm/B(6Y)() 6{B21"@
"l(A5L61#:Q61/(*:\(2JT561/(*”"52n:R("Q(K R6
:I(IW6#m/B(6Y)()"@"l( R6A5L61#{B21:U^"()61J:I(I
"@*”.%•Hm/B(6Y)()()61J*
"Q6nQ):I(I"52n:R("?2"i H:I(I:\(2JU
$i2m/B(6Y)():n{B21 R6A5L61#.%mL"56l265R"$E/"–6
A5.L6A5L61#:QX61/(*:\(2J2"52n:R()95:QQ)-J6'
"O6"@m/B(6Y)()61/("L"*A5L6':P62:])Q)"L"mL"m/B(
6Y)()"Q6'"O66UH(:S)QN!65R"$E/"52n:R(
G
3.2.1.3.3 Khoảng giữa hai biến cố
52T66UH(:S):P"Z1m/B("L"m8(()$E6Y)()-E6UH(:S)W
6\"-E()L61c_}(.S"@"o(N!65R"$E/$)*""k*A52")T5z…6)_)T
"S$E"Q6k:R€{
W
2
W
Š
‚$E€{
W
2
W
Š
‚61/(*$E”/B("L"m8(
()"@"o(61/(*-E&
™-Œ €{ •{ ‚ •€2 •2 ‚ •€Š •Š ‚ Œ €™{‚ •€™2‚ •€™Š‚
€<‚
/B("L"6Y)()"@"o(-E&
™6Œ6 •6
€<<‚
1/(652T66UH(:S)(UY)6:c(qm/B("@)_)T"SQ)61J
61/(*-E&
™.Œ " €™6‚ •€™-‚
€<G‚
1/(”m/B("Q_)n56\"-E&
™.¢Œ " €™6¢‚ •€™-¢‚
€<;‚
2"L""8(6\"_)T:])/1,6Š$E/_)n56\""@m/B(W66# :U^"&
¢s s
∆ = ∆
i2m/B(()f)_)T"S-E R6-U^(_O6_)T/6g)(E22"o(
6:P6# :U^"f(-U^(_O6_)T"@652T66UH(:S)-E6S":RL.L("W
")957E)1)J(W6Y)()1)J($Em/B(
))_)T"S{B211O6(C56#6"Q&
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
7.Œ " 76 • 7{ • 72 • 7Š Œ7.¢Œ " 76 • 7{ • 72 • 7Š
"Qm/B(6Y)()1)J(61/(*$E”-E&
;
