Mục lục
I. Thuyết tương đối hẹp 2
1.Hạn chế của cơ học cổ điển 2
2. Các tiên đề Anh-xtanh 2
Tiên đề I (nguyên lý tương đối) 2
Tiên đề II (nguyên lí về sự bất biến của tốc độ ánh sáng) 2
3.Hai hệ quả của thuyết tương đối hẹp 2
a)Sự co độ dài 3
b)Sự chậm lại của đồng hồ chuyển động 3
4.Hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng 5
a)Khối lượng tương đối tính 5
b)Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng 6
c)Động năng của một vật chuyển động với tốc độ v 6
5.Ứng dụng của thuyết tương đối hẹp 7
a)Khắc phục các hạn chế của cơ học Newton 7
b)Áp dụng cho photon 7
6.Ý nghĩa triết học của hệ thức Anh-xtanh 8
II.Thuyết tương đối rộng 8
1.Hoàn cảnh lịch sử: 8
2.Nội dung 9
3.Phương trình trường Anh-xtanh 12
4.Các ứng dụng thiên văn vật lý 14
a)Thấu kính hấp dẫn 14
b)Sóng hấp dẫn 15
c)Các lỗ đen 15
d)Vũ trụ học 16
5.Ý nghĩa 16
Tài liệu tham khảo: Internet
Cơ sở vật lý tập 6 (David Haliday)
Vật lý đại cương tập 1 (Lương Duyên Bình)
Thuyết tương đối hẹp
1.Hạn chế của cơ học cổ điển
Cơ học cổ điển (còn được gọi là cơ học Niu-tơn, do Niu-tơn xây dựng), đã chiếm một vị trí quan trọng trọng sự phát triển của vật lý học cổ điển và được áp dụng rộng rãi trong khoa học kĩ thuật.
Nhưng đến cuối thế kỉ XIX đầu thế kỉ XX, khoa học kĩ thuật phát triển rất mạnh, trong những trường hợp vật chuyển động với tốc độ xấp xỉ bằng tốc độ ánh sáng thì cơ học Niu-tơn không còn đúng nữa. Chẳng hạn, thí nghiệm cho thấy tốc độ c của ánh sáng truyền trong chân không luôn có giá trị c = 300000 km/s (tức là bất biến) không tùy thuộc nguồn sáng đứng yên hay chuyển động. Hơn nữa, tốc độ của các hạt không thể vượt qua trị số 300000 km/s.
Năm 1905, Anh-xtanh đã xây dựng một lí thuyết tổng quát hơn cơ học Niu-tơn gọi là thuyết tương đối hẹp Anh-xtanh
Thuyết tương đối do Anh-xtanh xây dựng, là thuyết chung cho tất cả các lĩnh vực vật lí. Nó gồm 2 phần: thuyết tương đối hẹp (chỉ nghiên cứu các hệ quy chiếu quán tính) được công bô vào năm 1905, và thuyết tương đối rộng (nghiên cứu các hệ quy chiếu không quán tính và trường hấp dẫn) công bố vào cuối năm 1915 và đầu năm 1916.
2. Các tiên đề Anh-xtanh
Để xây dựng thuyết tương đối (hẹp), Anh-xtanh đã đưa ra hai tiên đề Anh-xtanh, phát biểu như sau:
Tiên đề I (nguyên lý tương đối)
Các định luật vật lí (cơ học, điện từ học...) có cùng một dạng như nhau hệ quy chiếu quán tính.
Nói cách khác, hiện tượng vật lí diễn ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính.
Tiên đề II (nguyên lí về sự bất biến của tốc độ ánh sáng)
Tốc độ ánh sáng trong chân không có cùng độ lớn bằng c trong mọi hệ quy chiếu,quán tính không phụ thuộc vào phương truyền hay tốc độ của nguồn sáng hay máy thu:
c = 299792458 m/s≈ 300000 km/s
Đó là giá trị tốc độ lớn nhất của hạt vật chất trong tự nhiên.
3.Hai hệ quả của thuyết tương đối hẹp
Từ thuyết tương đối Anh-xtanh, người ta đã thu được 2 hệ quả nói lên tính tương đối của không gian và thời gian:
a)Sự co độ dài
Chiều dài l (dọc theo phương chuyển động) của một vật trong hệ quy chiếu mà nó chuyển động với vận tốc v liên hệ với chiều dài l0 của vật đó trong hệ quy chiếu mà vật đứng yên bởi hệ thức:
l = l0
1
𝑣
2
𝑐
2trong đó c là vận tốc ánh sang trong chân không c = 3.108m/s.
Như vậy, độ dài của thanh đã bị co lại theo phương chuyển động, theo tỉ lệ
1
𝑣
2
𝑐
2
Điều đó chứng tỏ, khái niệm không gian là tương đối
nguon VI OLET
