Tài liệu Chương 2. THUYẾT TƯƠNG ĐỐI EINSTEIN doc

Chương 2. THUYẾT TƯƠNG ĐỐI EINSTEIN
Khi nghiên cứu những vật thể chuyển động với vận tốc rất lớn gần bằng với vận
tốc ánh sáng, người ta thấy rằng cơ học cổ điển của Newton không còn thích hợp nữa.
Do đó cần thiết phải xem lại các khái niệm về không gian và thời gian. Việc xem xét này
thực hiện trong thuyết tương đối.
2.1. PHÉP BIẾN ĐỔI GALILEO VÀ QUI TẮC TỔNG HỢP VẬN TỐC NEWTON
2.1.1. Nguyên lý tương đối Galileo - phép biến đổi Galileo.
Mọi chuyển động cơ học đều là tương đối. Muốn mô tả chuyển động cơ học của
một vật ta phải so sánh vị trí vật đó tại mọi thời điểm với vật khác hoặc hệ khác được
coi là đứng yên và gọi là hệ quy chiếu.
Cách chọn hệ quy chiếu là hoàn toàn tùy tiện và chỉ phụ thuộc vào sự thuận tiện
của việc khảo sát chuyển động. Trong các hệ quy chiếu mà ta chọn, hệ cho phép ta mô
tả chuyển động đơn giản nhất trong đại đa số các trường hợp đó là hệ quy chiếu quán
tính - một hệ ở rất xa các vật khác và không chịu tác dụng của ngoại lực lên nó - trong
các hệ quy chiếu thì định luật của Newton được nghiệm đúng. Các hệ quy chiếu quán
tính hoặc đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều với nhau .
Một nguyên lý quan trọng trong cơ học Newton là nguyên lý Galileo (Galileo
Galilei 1564 – 1642) cũng còn gọi là nguyên lý cổ điển: ”Mọi hiện tượng cơ học diễn ra
như nhau trong mọi hệ quán tính”. Như vậy để mô tả các hiện tượng cơ học mọi hệ
quán tính đều có giá trị như nhau. Mọi hệ quán tính đều là bình đẳng không hệ nào ưu
tiên hơn .
Nguyên lý tương đối Galileo cũng còn phát biểu một cách khác: “Không thể bằng
một thí nghiệm cơ học nào có thể xác định được hệ đang chuyển động quán tính hay
đứng yên”.
Nếu ta dùng hệ quy chiếu khác nhau để xét chuyển động của một chất điểm thì
tọa độ của chất điểm ở các hệ đó sẽ có giá trị khác nhau. Quy tắc cho phép ta suy ra
tọa độ ở hệ này khi biết tọa độ ở hệ khác gọi là phép biến đổi tọa độ. Phép biến đổi tọa
độ phù hợp với nguyên lý tương đối Galileo gọi là phép biến đổi Galileo.
z z’
V








=
=
=
+=
'
'
'
'
tt
zz
yy
vtxx








=
=
=
−=

tt
zz
yy
vtxx
'

-->