,де
.5.Основи спеціальної теорії відносності (СТВ)
Вимірювання швидкості світла та розвиток поглядів на його природу. Дослід Майкельсона.
Постулати СТВ.
5.1. Постулат – це основоположний принцип. Хоч він і є наслідком аналізу і узагальнення дослідних даних, його неможливо вивести, довести.
5.2. Постулати Ейнштейна:
І. Принцип відносності: всі закони природи
і рівняння, що їх описують, інваріантні, тобто не змінюються при переході від
однієї інерціальної системи до іншої. Інерціальні системи неможливо розрізнити
ніякими фізичними експериментами.
ІІ. Швидкість світла однакова в усіх
інерціальних системах відліку, незалежно від напрямку їх руху:
с=2.99793× 108 м/с.
5.3. Швидкість світла у вакуумі не залежить від руху джерела і однакова в усіх напрямках.
5.4. Швидкість світла у вакуумі є граничною, і ніякий сигнал, ніяка взаємодія не можуть поширюватися з більшою швидкістю.
Перетворення Лоренца. Відносність одночасності. Сповільнення ходу годинника. Скорочення довжини. Додавання швидкостей. Перетворення прискорень. Гранична швидкість передачі інформації.
5.5. Лінійність перетворень координат обумовлена однорідністю та ізотропністю простору та часу (доведення див. на стор. 78-80 підручника Матвеєва О.Н.).
5.6. Дві події, що відбуваються в різних точках х1 та х2, називаються одночасними, якщо вони відбуваються в один і той же момент часу по годиннику цієї системи відліку. В кожній точці час події фіксується по годиннику, що знаходиться в цій же точці.
5.7. Поняття одночасності не має абсолютного значення, незалежного від системи відліку. Щоб ствердження про одночасність мало зміст, необхідно вказати, до якої системи координат це ствердження відноситься.
5.8. В системі відліку, відносно якої годинник рухається, він йде повільніше, ніж в системі відліку, відносно якої він знаходиться в стані спокою. Рухомий годинник йде повільніше, ніж нерухомий – це є ефект сповільнення часу.
5.9. Час, що вимірюється по годиннику, зв`язаному з рухомою системою, називається власним часом. Це є найбільш короткий час.
5.10. Ефект сповільнення часу є взаємно симетричним відносно інерціальних систем. Час життя нерухомого мюона – 2× 10-6 с; тому можна чекати, що за час життя він пройде шлях с× t=3× 108 м/с x 2× 10 -6 c=600м, а проходить з верхніх шарів атмосфери 20-30 км.
5.11. Довжиною рухомого стержня називається відстань між точками нерухомої системи координат, з якими співпадають початок та кінець рухомого стержня в певний момент часу по годиннику нерухомої системи координат. Таким чином кінці рухомого стержня засікаються одночасно в нерухомій системі координат.
5.12. Передача фізичного впливу з однієї точки в іншу не може відбуватися зі швидкістю, більшою ніж швидкість світла. При цій умові причинний зв’язок носить абсолютний характер: не існує системи координат, в якій причина і наслідок мінялися б місцями.
5.13. Місце і час завжди зв’язані: ми можемо говорити про час, якщо відоме місце, в якому ми цим часом цікавимося. Фізичну реальність мають не точка простору і не момент часу, коли щось відбулося, а сама подія.
Релятивістська динаміка, що будується на динаміці Ньютона. Маса, яка залежить від швидкості. Релятивістський імпульс. Релятивістська енергія. Інваріанти СТВ. Вихідні рівняння динаміки, в якій зберігається інваріантність маси. Зв’язок маси та енергії. Практичне застосування такого зв’язку.
5.14. Просторово-часовим інтервалом, або просто інтервалом, називається величина s, квадрат якої дорівнює: s2=l2-c2t2, де l – відстань між подіями, t – проміжок часу між ними. Інтервал є інваріантом перетворень Лоренца:
5.15.Рівняння динаміки при інваріантній масі
,
де .
5.16. Напрямок прискорення співпадає з напрямком сили лише тоді, коли сила
перпендикулярна до швидкості. В інших випадках до прискорення по напрямку сили
додається прискорення, колінеарне швидкості. Воно має порядок 
відносно прискорення по напрямку сили і при нерелятивістських швидкостях мале
настільки, що ми ним нехтуємо.
5.17. Інертність частинки по напрямку швидкості відрізняється від інертності перпендикулярної до швидкості.