SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY 1. Základní informae autor Albert Einstein jey pozoroané e DVOU ztažnýh soustaáh, které se zhledem k sobě pohybují ryhlostí blízkou ryhlosti sětla e akuu Co uidí nější a nitřní pozoroatel u následujíího pokusu?. Postuláty STR I. Ve šeh ineriálníh ztažnýh soustaáh platí stejné fyzikální zákony II. Ve šeh ineriálníh soustaáh má ryhlost sětla e akuu stejnou hodnotu = 3. 10 8 m. s -1 nezáislou na směru pohybu zdroje a pozoroatele. Mihelson Morleyho experiment 1887 http:galileoandeinstein.physis.irginia.edumore_stuffflashletsmmexpt6.htm Jaká byla hlaní myšlenka experimentu? Byl experiment úspěšný? - 1 - SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY
a) dilatae času Pohybujíí se hodiny tikají pomaleji než hodiny klidu http:www.anu.edu.auphysisqtwelome.html t = ( ) = t = + 1 = t = nitřní pozor. čas na hodináh pohybu = jejih klidoé soustaě nější pozoroatel čas na hodináh klidu = mezi událostmi pohybujíí se soustaě Otázky: 1. Paradox mionů (07 m e, náboj +e nebo e): tyto částie znikají e elkýh ýškáh, jejih střední doba žiota je kolem, µs. Můžeme je zjistit na porhu Země, ož by nemohly stihnout, ani kdyby se pohyboaly téměř ryhlostí. Záěr střední doba žiota částie, která se pohybuje elmi ryhle zhledem k nám, se pro nás změnila! Uažujte = 0,9 a spočítejte jakou střední dobu žiota mionů naměříme. + π. Mezony, m = 73 m e, střední doba žiota,5x10-8 s, se zhledem k nám pohybují ryhlostí 0,99. Jakou dráhu urazí e sé klidoé soustaě a zhledem k nám? - - SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY
b) kontrake délek Ryhlejší se jeí kratší Nemůžeme změřit zdálenost mezi koni pohybujíí se tyče jednom okamžiku o je současné jedné ztažné soustaě není současné jiné ztažné soustaě (iz prní obrázek záblesk sětla e agónu) pro pozoroatele pohybujíí se soustaě K je čas potřebný k uražení dráhy OZO l0 t = pro pozoroatele soustaě K : OZ : t t + l 1 = 1 ZO : t = l t l l l elkoý čas t = t1 + t = + = t + čas je také relatiní, takže: t = t odtud 0 1 l = l klidoé soustaě pro nějšího pozoroatele http:www.physislassroom.ommmediasperell.html http:www.physis.udais.educlassesnonlassialphysisanimations.html - 3 - SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY
) relatiita hmotnosti a hybnosti Klidoá hmotnost je nejmenší. N.Z.: F V = ma pokud m = konst. Ek = W ykonaná F V - těleso by mělo zryhloat do nekonečna, ale díky nutnosti zahoat energii i relatiistikýh úaháh při elkýh ryhlosteh, měla by i síla potřebná k uděloání zryhlení úměrně růst není možno dosáhnout m0 m = klidoá hmotnost m hmotnost pro nějšího pozoroatele kg p = m i relatiitě m 0 p = 1 0 0.5 d) sčítání ryhlostí Nejětší ryhlost jakékoli ztažné soustaě je u? u pro << pro : u = u + u + u = u 1+ odoďte ztah pro u = : - 4 - SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY
e) ekialene hmoty a energie Když se hmotnost tělesa změní o m, odpoídá tomu změna energie o E : E = m Příklad azebná energie jádra: Hmotnost jakéhokoli jádra je ždy...než součet hmotností jednotliýh nukleonů. Je to díky energii... při zniku jádra. Cheme-li jádro opět rozdělit na jednotlié nukleony, musíme... stejné množstí energie. yberte: ětší menší, dodanéuolněné, dodatuolnit 3. Shrnutí neexistuje žádná základní = klidoá ztažná soustaa nejětší ryhlost, se kterou se tělěsa nebo informae mohou míjet, ostatní eličiny jsou jiné každé ztažné soustaě! OBECNÁ RELATIVITA čas a prostor je tořen rozložením látky a energie nejkratší zdálenost mezi tělesy nemusí být přímka graitae = zryhlení graitae oliní čas (nastaení GPS) nutno použít pro extrémní situae (černé díry,...) Otázky: 3. Určete periodu a frekeni sětelnýh hodin délky 5 m in a) jejih klidoé soustaě b) soustaě, která se zhledem k nim pohybuje ryhlostí = 0,7. 4. Kosmiká loď se zhledem k nám pohybuje ryhlostí = 0,5. Pokud ní znikne sětelný záblesk, jaká bude jeho ryhlost naší soustaě? Dokažte pomoí ronie. L71-9, 1-13 Odpoědi: 1. 5 µs. 7,4 m; 53 m 3. 3,3 10-10 s; 3. 10 9 Hz; 4,6. 10-10 s,,16. 10 9 Hz 4. - 5 - SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY