Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας

Από astronomia.gr
(Ανακατεύθυνση από Ειδική Σχετικότητα)
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Φυσική θεωρία που προτάθηκε από τον Einstein το 1905.

Αξιώματα

Βασίζεται σε δύο αξιώματα:

1. Η αρχή της Σχετικότητας: οι φυσικοί νόμοι είναι ίδιοι σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς.

2. Η ταχύτητα του φωτός είναι μία παγκόσμια σταθερά ανεξάρτητη από την κίνηση της φωτεινής πηγής. .

Συνέπειες

Οι δύο παραπάνω προτάσεις άλλαξαν άρδην την εικόνα του κόσμου. Ο χώρος και ο χρόνος έπαψαν να είναι σταθεροί και αμετάβλητοι, αλλά εξαρτώνται από τη σχετική κίνηση του παρατηρητή. Συγκεκριμένα υπάρχει διαστολή του ιδιόχρονου:

LaTeX: t'=\gamma t_{0}

Επίσης συστολή του μήκους:

LaTeX: l'=\frac{l_{0}}{\gamma}

Όπου LaTeX: \gamma=\frac{1}{sqrt{1-\beta^{2}}} ο παράγοντας Lorentz και LaTeX: \beta=\frac{u}{c} ο λόγος της σχετικής ταχύτητας ως προς την ταχύτητα του φωτός. Το μέγεθος που παραμένει αναλλοίωτο είναι η τετραδιάστατη απόσταση που ορίζεται:

LaTeX: s^{2}=-(ct)^{2}+ x^{2}+y^{2}+z^{2}

Επίσης η μάζα συνδέεται με την ενέργεια με βάση της ακόλουθη σχέση ισοδυναμίας:

LaTeX: E=mc^{2}

ενώ η μάζα ενός σώματος που κινείται με ταχύτητα LaTeX: u αυξάνει κατά ένα παράγοντα LaTeX: \gamma σε σχέση με τη μάζα ηρεμίας:

LaTeX: m=\gamma m_{0}

Ειδική Σχετικότητα και Νευτώνεια Φυσική

Στο όριο των χαμηλών ταχυτήτων σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός η σημασία των σχετικιστικών φαινομένων καθίσταται αμελητέα κατά συνέπεια η χρήση της νευτώνειας φυσικής δίνει ακριβή αποτελέσματα.

Όρια Εφαρμογής της Ειδικής Σχετικότητας

Με βάση το πρώτο αξίωμα η ειδική σχετικότητα απαιτεί αδρανειακά συστήματα αναφοράς, κατά συνέπεια δε μπορεί να εφαρμοστεί σε συστήματα αναφοράς που βρίσκονται εντός βαρυτικού πεδίου ή υφίστανται κάποιου είδους επιτάχυνση. Για αυτά τα ζητήματα αναπτύχθηκε η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.