Chương 5
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
(Sách VLĐC tập 1: Cơ nhiệt – Lương Duyên Bình)
5.1. Hai tiên đề Einstein
5.2. Phép biến đổi Lorentz
5.3. Tính tương đối của sự đồng thời, của khoảng thời gian, của
khoảng cách không gian
5.4. Khối lượng và động lượng tương đối tính
5.5. Hệ thức Einstein và ứng dụng
5.1. Hai tiên đề Einstein
Tiên đề 1 (Nguyên lý tương đối)
Mọi định luật vật lý đều như nhau trong các hệ quy chiếu quán
tính.
Tiên đề 2 (Nguyên lý về tính bất biến của vận tốc ánh sáng)
Vận tốc ánh sáng trong chân không đều bằng nhau đối với mọi hệ
quy chiếu quán tính. Nó có giá trị bằng c = 3.108m/s và là giá trị vận
tốc cực đại trong tự nhiên. Vận tốc của ánh sáng không phụ thuộc vào
vận tốc của người quan sát cũng như vận tốc của nguồn sáng.
* Nhắc lại phép biến đổi Galileo (slide 3, slide 4)
OO’
yy’
zz’
xx’
Xét hai hệ quy chiếu + Oxyz và một đồng hồ đo thời gian
+ O’x’y’z’ và một đồng hồ đo thời gian
•Không gian và thời gian trong cơ học cổ điển
M
Ԧ𝑟 Ԧ𝑟’Ԧ𝑣
5.2. Phép biến đổi Lorentz
+ Thời gian trôi đi như nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau
Thời gian có tính tuyệt đối, không phụ thuộc vào hệ quy
chiếu
+ Không gian có tính tương đối.
+ Khoảng không gian có tính tuyệt đối, không phụ thuộc hệ
quy chiếu
tt’
* Phép biến đổi Galileo
•Xét + Hệ quy chiếu quán tính K
+ Hệ quy chiếu quán tính K’, có O’x’ trượt
đều trên Ox với vận tốc 𝒗so với K.
Phép biến đổi Galileo:
OO’
yy’
zz’
xx’
𝒗
M
𝑶𝑶′= 𝝊. 𝒕
𝒙 = 𝒙′+ 𝒗. 𝒕′
𝒚 = 𝒚′
𝒛 = 𝒛′
𝒕 = 𝒕′
𝒙′= 𝒙 − 𝒗. 𝒕
𝒚′ = 𝐲
𝒛′ = 𝒛
𝒕′= 𝒕
•Từ hệ K sang K’
•Từ hệ K’ sang K
5.2. Phép biến đổi Lorentz
tt’
Phép biến đổi Lorentz
•Xét + Hệ quy chiếu quán tính K
+ Hệ quy chiếu quán tính K’ có O’x’ trượt đều trên
Ox với vận tốc 𝑽so với K, (Lúc đầu O và O’ trùng nhau).
Phép biến đổi Lorentz:
OO’
yy’
zz’
xx’
𝑽
M
5.2. Phép biến đổi Lorentz
tt’
2
2
,
2
,
,,
2
2
,,
1
;;;
1c
V
x
c
V
t
tzzyy
c
V
Vtx
x
•Từ hệ K’ sang K