Elementy fizyki relatywistycznej
Postulaty szczególnej teorii względności (postulaty Einsteina)
1. We wszystkich układach inercjalnych wszystkie zjawiska przyrody i prawa je opisujące mają jednakowa postać. Każdy ruch jest względny (opis ruchu możliwy jest tylko względem innych ciał- układów odniesienia)2. We wszystkich układach inercjalnych wartość prędkości światła w próżni jest jednakowa (299792458m/s) i nie zależy od ruchu źródła lub obserwatora.
Transformacja Galileusza
Transformacja Galileusza, jest to transformacja współrzędnych przestrzennych i czasu z jednego układu odniesienia do innego, który porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym względem pierwszego. Czas i odległości pomiędzy dwoma dowolnymi punktami pozostają stałe (są niezależne od układu odniesienia). Transformacja Galileusza obowiązuje tylko dla małych prędkości w porównaniu z prędkością światła.
Transformacja Lorentza
W transformacji Lorentza nie zmienia się odległość zdarzeń w czasoprzestrzeni (interwał) i masa spoczynkowa, podczas gdy odległość i czas mogą mieć różne wartości, zależne od prędkości układu odniesienia. Cechą transformacji Lorentza jest niezależność prędkości światła od prędkości układu (prędkość światła jest stała). Opisuje zależności między współrzędnymi i czasem tego samego zdarzenia w dwóch inercjalnych układach odniesienia według szczególnej teorii względności. Dla prędkości dużo mniejszych od prędkości świtała transformacja Lorentza jest równoważna transformacji Galileusza.
Czynnik Lorentza
Czynnik Lorentza, jest to wyrażenie występujące we wzorach transformacji Lorentza
Transformacja Lorentza dla szybkości
Jest to relatywistyczne dodawanie prędkości
Skrócenie Lorentza
Jest to wzór na skrócenie odległości mierzonej w kierunku ruchu, w układzie odniesienia poruszającym się z prędkością relatywistyczną
Dylatacja czasu
Czas w szczególnej teorii względności jest względny, to znaczy, w układach poruszających się, płynie wolniej niż w układach spoczywających.
Masa relatywistyczna
Pęd relatywistyczny
Energia relatywistyczna
Energia spoczynkowa ciała
Wyprowadzenie związku energii z pędem
Wzory opisujące energie i pęd są ze sobą związane masą (m) relatywistyczną, stąd zapiszemy układ równań:
