Szczególna teoria względności i jej konsekwencje

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Szczególna teoria względności i jej konsekwencje"

Amalia Pluta
5 lat temu
Przeglądów:

2 W-7 (Jaroszewiz) slajdy Na odsawie rezenaji rof. J. Ruowsiego Szzególna eoria względnośi i jej onsewenje Szzególna eoria względnośi Konsewenje wyniająe z ransformaji Lorenza: względność równozesnośi dylaaja (wydłużenie) zasu arados bliźnią dodawanie rędośi

3 Szzególna eoria względnośi P: Prędość świała w różni () jes jednaowa w ażdym ierunu we wszysih inerjalnyh uładah odniesienia, niezależnie od wzajemnego ruhu obserwaora i źródła P: Prawa fizyi są idenyzne w uładah będąyh względem siebie w ruhu jednosajnym rosoliniowym (zasada względnośi) PP oraz założenie, że rzesrzeń jes jednorodna i izoroowa oraz osula logizny doyząy synhronizaji zegarów (jeśli zegar w A idzie synhroniznie z zegarem w B, o zegar w B idzie synhroniznie z zegarem w A) > Względna równozesność zasu i rzesrzeni oisana jes relajami wyrowadzonymi w rou 890 rzez H. A. Lorenza - ransformaje Lorenza są odsawą szzególnej eorii względnośi <Alber Einsein O elerodynamie w ruhu Annalen der Physi, 7 (905), 89-9>

4 γ ; β β Transformaja Lorenza uład 0 orusza się z rędośią wzdłuż osi względem uładu 0 y 0 y y z r r 0 γ y z γ ( ) β P rosa y z γ y z ( ) γ odwrona β ransformaja rosa i odwrona są niezmiennize względem odwróenia, maja aą sama osać, zasąione - z z

5 Względność równozesnośi A O B ze środa wagonu oruszająego się z rędośią wysyłane są dwa imulsy świała w rzeiwnyh ierunah w uładzie ruhomym (O ) związanym z wagonem dorą do obu śian jednoześnie 0 w uładzie nieruhomym (O ) imuls A dorze szybiej od imulsu B A B bo A B O γ

6 Pojazdy Agay i Jaa oraz zdarzenia narysowane a, ja widzi je Jae. Pojazd Agay orusza się w rawo z rędośią a): Zdarzenie zerwone zahodzi w unah C i C, a zdarzenie niebiesie w unah N i N ; obydwa zdarzenia są źródłem fali świelnej. b): Agaa sosrzega zoło fali od zdarzenia zerwonego. ): Jae jednoześnie sosrzega zoła fal od zdarzenia zerwonego i zdarzenia niebiesiego. d): Agaa sosrzega zoło fali od zdarzenia niebiesiego. Dla Jaa zdarzenia jednozesne, dla Agay niejednozesne

7 Wniosi Dwaj obserwaorzy oruszająy się względem siebie nie są zgodni o do jednozesnośi zdarzeń: dla jednego zdarzenia są równozesne, dla drugiego nierównozesne Nie ma owodu, aby wyróżniać jeden z wyniów, nie można owiedzieć, że jeden z obserwaorów ma raję, a drugi nie onsewenja eorii Einseina dwie rzeiwsawne oinie doyząe zdarzenia mogą być słuszne Jednozesność nie jes ojęiem absolunym, lez względnym i zależy od ruhu obserwaora

8 Dylaaja (wydłużenie) zasu odsę zasu obserwowany w uładzie oruszająym się względem zdarzenia jes zawsze dłuższy od odsęu zasu mierzonego w uładzie, w órym zdarzenie wysęuje 0 y y o 0 uład 0 nieruhomy uład 0 orusza się w ierunu osi ze sałą rędośią w uładzie 0 w unie o zaszło zdarzenie omiędzy hwilami zasu i w uładzie 0 odsę zasu omiędzy ymi zdarzeniami? β o o β odsę zasu w uładzie oruszająym względem zdarzenia > β β odsę zasu w uładzie sozywająym względem zdarzenia

9 y O y y O τ β β τ - odsę zasu własnego (w uładzie w órym zegar sozywa) Odsę zasu w uładzie oruszająym się jes dłuższy od odsęu zasu własnego (oruszająy się zegar hodzi wolniej niż idenyzny zegar w sozynu)

10 Zjawiso dylaaji zasu jes własnośią samego zasu sowolnieniu ulegają wszysie roesy fizyzne gdy są w ruhu y y Z z 0 z 0 s d A s d d τ d s τ β Pomiar zasu rzebiegu imulsu świelnego od unu A do zwieriadła Z i do unu A w dwóh uładah odniesienia A A

11 0 y Sróenie relaywisyzne Długość rzedmiou mierzona (w ierunu ruhu) w uładzie oruszająym się względem niego jes zawsze mniejsza niż długość mierzona w uładzie, w órym rzedmio sozywa y 0 uład 0 nieruhomy uład 0 orusza się w ierunu osi ze sałą rędośią w uładzie 0 sozywa rę o długośi L, wsółrzędne jego ońów i w uładzie 0 długość ręa L? β β omiar oząu i ońa ręa w uładzie 0 w ej samej hwili zasu ( ) L L β długość ręa w uładzie względem, órego rę się orusza L < L ( β β β długość ręa w uładzie względem, órego rę sozywa )

12 Pomiar grubośi oruszająego się ingwina, zyli ołożenie brzuha i leów w uładzie względem, órego ingwin się orusza rawidłowo jednoześnie, w ej samej hwili zasu, ja na rysunu (a), nierawidłowo w różnyh hwilah zasu ja na rysunu (b)

13 Sróenie długośi (ylo) Prę o długośi l 0 sozywa w uładzie ruhomym, jaa jes jego długość w uładzie sozywająym y O y O 0 l 0 b a l 0 a b a β b l β Prę jes najdłuższy w uładzie w órym sozywa

Przelo raieą wzdłuż domu z rędośią blisą 0.5 0.8 0.9 0.

14 Przelo raieą wzdłuż domu z rędośią blisą Mały dome: dah, różnoolorowe śiany śiany, ona, drzwi Przy Przelaują rędośiah obo relaywisyznyh domu z lewa na szał rawo domu z normalną ulega zmianie: rędośią wygina widzimy się - dah olejne i odłogi śiany ozosają w yle, a śiana zielona, wzdłuż órej leimy, ulega sróeniu

15 rzelo rzez dom rzy leą dużyh w ierunu rędośiah domu widzimy dom się rzednią, wyiąga a rzyjmują nasęnie ylną szał śianę bajowego od wewnąrz domu rólia

16 Parados bliźnią Para bliźniaów A i B A ozosaje na Ziemi, B lei na gwiazdę odległą o l4,3 la świelnyh z rędośią 0,9 A: zas do owrou B o l/9,56 la l Czas własny bliźniaa B τ -β 4,6 la A swierdza, że bra jes o 5 la młodszy B: zegary wsazują normalny zas, naomias zmniejsza się odległość od Ziemi do gwiazdy l B l -β, a że 0 l B / l B -β / 4,6 la B swierdza, że bra orusza się względem niego, wię jes młodszy A 0 -β,8 la nie ma symerii między bliźniaami - sae osmizny nie jes uładem inerjalnym A

17 Transformaja rędośi O y O y Ciało orusza się wzdłuż osi X Dla << d d d Prędość świała ma haraer granizny - jes o masymalna rędość wszysih obieów fizyznyh rędość lasyzna rędość relaywisyzna

18 Granizny haraer rędośi świała w uładzie 0 świało orusza się z rędośią,? uład 0 orusza się względem 0 z rędośią,? w uładzie 0 świało orusza się z rędośią, uład 0 orusza się względem 0 z rędośią,?

19 Relaywisyzne dodawanie rędośi 0 y y 0 w uładzie nieruhomym 0 un orusza się z dowolnie sierowaną rędośią w uładzie 0 rędość unu? d y z y z β β dy dz, y, β z d dy dz d dz β dy d β

20 dz dy d z z y y wszysie sładowe rędośi zależą od sładowej w ierunu ruhu iała Jeżeli iało orusza się równolegle do ruhu uładu, ylo sładowa weora rędośi w uładzie 0 jes różna od zera zn. (,0,0), wówzas 0 0 z y d

21 Konsewenje ransformaji Lorenza względność równozesnośi zdarzenia równozesne w jednym uładzie nie są równozesne w drugim wydłużenie zasu oruszająe się zegary hodzą wolniej sróenie długośi liniowe rozmiary iała są najwięsze w ym uładzie, względem órego iało sozywa arados bliźnią dodawanie rędośi rędość świała ma haraer granizny (masymalna rędość)

Podobne dokumenty

ELEMENTY SZCZEGÓLNEJ TEORII WZGLĘDNOŚCI. I. Zasada względności: Wszystkie prawa przyrody są takie same we wszystkich

ELEMENTY SZCZEGÓLNEJ TEORII WZGLĘDNOŚCI Postulaty Einsteina (95 r) I Zasada względnośi: Wszystkie prawa przyrody są takie same we wszystkih inerjalnyh układah odniesienia lub : Równania wyrażająe prawa