Bài giảng Vật lý đại cương 2 - Chương 8: Thuyết tương đối hẹp

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƢ BỘ MÔN VẬT LÝ NGUYỄN NHƢ XUÂN VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG 2 1. Hai tiên đề Anhxtanh 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả 3. Động lực học tƣơng đối tính Chƣơng 8: THUYẾT TƢƠNG ĐỐI HẸP 1.Hai tiên đề Anhxtanh - Các hiện tƣợng vật lý diễn ra nhƣ nhau trong mọi Hệ quy chiếu quán tính. a. Tiên đề 1(nguyên lý tƣơng đối): - Vận tôc ánh sáng trong chân không là một hằng số (c = 3.108 m/s), không phụ thuộc vào hệ quy chiếu và phƣơng truyền. b. Tiên đề 2 (nguyên lý về tính bất biến của vận tốc) 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả a. Sự mâu thuẫn của phép biến đổi Galile với thuyết tƣơng đối: 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả Kết luận: Phép biến đổi Galile không phù hợp cho chuyển động của các vật có vận tốc cỡ vận tốc ánh sáng. b. Phép biến đổi Lorentz: - Để phù hợp với các hiệu ứng tương đối, Lorentz đã đưa ra các phép biến đổi mới: Xét 2 hệ qui chiếu K và K’, mỗi hệ có gắn một đồng hố với thới gian là khác nhau: t  t’. O y z z’ 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả c. Các hệ quả của phép biến đổi Lorentz: Hệ quả 1: Khái niệm về tính đồng thời và quan hệ nhân quả - Hai sự kiện rời rạc 1 và 2 xảy ra đồng thời ở hệ qui chiếu này, nhưng chưa chắc xảy ra đồng thời ở hệ qui chiếu khác. 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả - Quan hệ nhân quả: Hai sự kiện: 1-nguyên nhân, 2 – kết quả Kết luận: Nguyên nhân luôn xảy ra trƣớc hệ quả trong mọi hệ qui chiếu. 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả Hệ quả 2: Sự co ngắn Lorentz 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả Hệ quả 3: Tính tương đối của thời gian. 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả Giải: 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả 2. Phép biến đổi Lorentz và các hệ quả Hệ quả 4: Định lý về cộng vận tốc 3. Động lực học tƣơng đối tính. a. Phƣơng trình cơ bản của động lực học tƣơng đối tính với m0 là khối lượng nghỉ (khi vận tốc vật bằng không) b. Động lƣợng và Năng lƣợng 3. Động lực học tƣơng đối tính. 3. Động lực học tƣơng đối tính. c. Động năng tƣơng đối tính 3. Động lực học tƣơng đối tính. d. Quan hệ giữa năng lƣợng và động lƣợng 3. Động lực học tƣơng đối tính. e. Độ hụt khối trong phân rã hạt nhân Ý nghĩa triết học của hệ thức Anhxtanh: • Duy tâm: Vật chất biến thành năng lƣợng và bị thiêu hủy • Duy vật: Vật chất tồn tại khách quan, hệ thức Anhxtanh nối liền 2 tính chất của vật chất: Quán tính (m) và Mức độ vận động (W). ÔN TẬP + Các bài tập tối thiểu yêu cầu sinh viên ôn tập: + Phần lý thuyết: Phát biểu 2 tiên đề Anhxtanh, các công thức phép biến đổi Lorentz và các hệ quả tương ứng. Các biểu thức động lực học tương đối Thuyết tương đối (sách bài tập cơ nhiệt, tập 1): 6.1, 6.2, 6.4, 6.5, 6.6, 6.8