220 likes | 404 Views
Univerzita Pavla Jozefa Šafárika. Paradoxy v špeciálnej teórii relativity. Helena Hovancová. Obsah:. Princípy ŠTR Paradoxy ŠTR Medze platnosti Odkazy. Princípy ŠTR. Zrod ŠTR. 1905: A. Einstein: ŠTR Špeciálna = bez uvažovania gravitácie
E N D
Univerzita Pavla Jozefa Šafárika Paradoxy v špeciálnej teórii relativity Helena Hovancová
Obsah: • Princípy ŠTR • Paradoxy ŠTR • Medze platnosti • Odkazy
Zrod ŠTR • 1905: A. Einstein: ŠTR • Špeciálna = bez uvažovania gravitácie • 2 postuláty: princíp relativity, invariancia rýchlosti svetla
PRINCÍP RELATIVITY Zákony fyziky sú rovnaké bez ohľadu na výber inerciálnej referenčnej sústavy INVARIANCIA RÝCH-LOSTI SVETLA Rýchlosť svetla vo voľnom priestore je konštanta vo všetkých iner-ciálnych sústavách Základná myšlienka ŠTR
y x Lorentzova transformácia
Dôsledky transformácie • Invariantný priestoročasový interval • Súčasnosť a súmiestnosť udalostí, kauzalita • Lorentzova kontrakcia dĺžky • Dilatácia času • Relativistické skladanie rýchlostí
Invariancia • x=12, y=5 • x´=10, y´=8,3 • Dĺžka = invariant
Rovina a rotácie: Invariantná dĺžka L. transformácie: Invariantný pries- toročasový interval (dosadením z rovníc) Priestoročasový interval
Priestoročasový diagram • Svetelný kužeľ: s = 0 • Priestorupodobný: s < 0 • Časupodobný: s > 0
Udalosti • A-B: súčasné v S • B-C: súmiestne v S • A-C: súčasné v S´ • A-D: súmiestne v S´ Všimnime si udalosti E a B. Ktorá nastala skôr?
Sústava S E nastalo skôr ako B E príčinou B? Sústava S´ B nastalo skôr ako E B príčinou E? Kauzalita Záver: Nie všetky udalosti môžu byť kauzálne prepojené.
Meranie dĺžky • Ako meriame dĺžku tyče? V danom čase zistíme polohu oboch koncov. • Problém: čo je súčasné v jednej sústave, nemusí byť súčasné v inej! • AC = dĺžka tyče v S´ • Ale v S sa zdá, že koniec A namerali skôr ako C, teda tyč bude kratšia
Kontrakcia dĺžky • V pokojovej sústave (kde je tyč v pokoji) teda nameriame najväčšiu dĺžku tyče – kontrakcia v S • Kvantitatívne: • Vlastná dĺžka l0
Meranie času • Ako meriame čas? Na danom mieste zistíme čas v oboch okamihoch. • Problém: čo je súmiestne v jednej sústave, nemusí byť súmiestne v inej! • AD = čas v S´ • Ale v S sa zdá, že D je ďalej ako A, v smere pohybu, teda S´ čas bude kratší
Dilatácia času • V pokojovej sústave (kde udalosti nastali na tom istom mieste) teda nameriame najkratší čas medzi nimi – dilatácia v S • Kvantitatívne: • Vlastný čas t
Skladanie rýchlostí • Vo vlaku pohybujúcom sa 80km/hod hodíme loptu v smere pohybu rýchlosťou 10km/hod. Aká je jej rýchlosť vzhľadom na stanicu? • 90km/hod? NIE! V relativite skladáme rýchlosti inak!
Všetko vyriešené? • Špeciálna – vôbec sme neuvažovali efekty gravitácie: kým tu priestoročas sa nedeformoval (svetlo sa pohybovalo po priamkach na svetelnom kuželi), hmota spôsobí jeho deformáciu (svetelné lúče sa zakrivia):
Odkazy • Legislatíva – životné prostredie • Vibrácie a človek