fiz-wyklad_17.pdf

ELEMENTY SZCZEGÓLNEJ TEORII WZGL Ħ DNO ĺ CI

Kinematyka relatywistyczna

- Mechanika klasyczna - słuszna dla v << c

- Prawa mechaniki klasycznej nie wyjaĻniajĢ właĻciwoĻci Ļwiatła, efektów

elektrycznych (pola magnetycznego), właĻciwoĻci czĢstek elementarnych;

kwantowo-mechanicznych relacji miħdzy energiĢ, masĢ i pħdem, zjawisk

astrofizycznych.

- Wykazanie, Ňe prħdkoĻę Ļwiatła jest skoıczona : Romer w 1676 r., na

podstawie nieregularnoĻci zaęmieı ksiħŇyca Io przez Jowisza.

Podstawowe załoŇenie : prħdkoĻę Ļwiatła w próŇni jest stała, nie zaleŇy od

prħdkoĻci Ņródła

c = 2,99793 10 8 m/s » 1,08 10 9 km/godz

c jest jednĢ z podstawowych stałych fizycznych i nie zaleŇy od natħŇenia

Ļwiatła, ani od czħstoĻci w zakresie 10 8 -10 22 Hz (czħstoĻci radiowe -

promieniowanie g ; Ļwiatło widzialne 3-8 x 10 14 Hz)

W jakim oĻrodku rozchodzi siħ fala Ļwietlna ? JeŇeli istnieje eter, byłby on

wyróŇnionym układem odniesienia.

NiezaleŇnie od tego, czy eter ma jakĢĻ

prħdkoĻę eteru wzglħdem układu

słonecznego, w ciĢgu roku bħdzie taki

okres, gdy Ziemia bħdzie miała

wzglħdem eteru co najmniej prħdkoĻę

v ziemi @ 30 km/s.

Próby wykrycia eteru - interferometr Michelsona i Morleya w 1887r.

W Ňadnej porze nie roku nie stwierdzono efektu zmiany obrazu interferencyjnego

przy obrocie interferometru - nie ma eteru !

Dwie zasady przyj ħ te przez Einsteina (1905r) :

1. PrħdkoĻę Ļwiatła jest stała (inaczej : prħdkoĻę Ļwiatła jest prħdkoĻciĢ

maksymalnĢ z jakĢ mogĢ siħ poruszaę wszelkie obiekty fizyczne).

2. Nie ma wyróŇnionego układu odniesienia, nie ma wiħc prħdkoĻci bezwzglħdnej

(zasada wzglħdnoĻci: prawa fizyki sĢ takie same we wszystkich układach

poruszajĢcych siħ wzglħdem siebie ze stałĢ prħdkoĻciĢ).

Zmiana poj ħ cia czasu - efekt dylatacji czasu

Czas odmierzany odbiciami impulsu

Ļwietlnego od zwierciadeł, widzianymi

przez obserwatora A

t =

(czas własny zegara)

( L ’ ) 2 = x 2 + L 2

( cT ) 2 = ( vT ) 2 + ( c t ) 2

T =

× t

− v

Czħsto stosowane symbole:

gº

; bº

−

g =

; ( b< 1 ; g> 1)

− b

T = gt

T > t gdy v ¹ 0

PoruszajĢcy siħ zegar „tyka” wolniej !

Wszystkie procesy fizyczne, w tym równieŇ reakcje chemiczne, sĢ

spowolnione w poruszajĢcych siħ układach (takŇe starzenie siħ

biologiczne).

Przykład : Rozpad mezonu p + (pionu) na mezon µ + (mion) i neutrino n µ :

p + ® µ + + n µ

Czas Ňycia w spoczynku : t @ 2,5 10 -8 s

JakĢ drogħ przebiegnie wiĢzka pionów o prħdkoĻci v = 0,9c przed

rozpadem ?

b = = 0,9 ; g =

1 0 9 2

@ 2,3 ; T = gt = 5,7 10 -8 s

Przebyta Ļrednio droga : x = v × T = 15,5 m

(gdyby nie było dylatacji czasu : x ’ = v ×t = 6,8 m).

DoĻwiadczenie potwierdza, Ňe piony w ruchu majĢ dłuŇszy czas Ňycia niŇ

w spoczynku !

− ,

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: