Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Brkosí zimn ě ní 2010 Zden ě k.  1905 – Speciální teorie relativity (O elektrodynamice pohybujících se t ě les)  1905 – Fotoefekt (NC 1921), Brown.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Brkosí zimn ě ní 2010 Zden ě k.  1905 – Speciální teorie relativity (O elektrodynamice pohybujících se t ě les)  1905 – Fotoefekt (NC 1921), Brown."— Transkript prezentace:

1 Brkosí zimn ě ní 2010 Zden ě k

2

3  1905 – Speciální teorie relativity (O elektrodynamice pohybujících se t ě les)  1905 – Fotoefekt (NC 1921), Brown ů v pohyb  1915 – Obecná teorie relativity

4  Pouze inerciální vzta ž né soustavy  Obecná teorie relativity (soustavy se zrychlením)  Provázání prostoru a č asu  R ů zné pro r ů zné pozorovatele  Ekvivalence mezi hmotností a energií  Kontrakce délek, dilatace č asu  2 postuláty: Princip relativity Princip konstantní rychlosti sv ě tla

5  Princip relativity Fyzikální zákony jsou stejné pro pozorovatele ve všech inerciálních vzta ž ných soustavách. Ž ádná soustava není preferována.  M ěř ené hodnoty nemusí být stejné  Galileiho princip relativity – mechanika  Postulát rychlosti sv ě tla Rychlost sv ě tla ve vakuu má stejnou velikost c ve všech sm ě rech a ve všech inerciálních soustavách, nezávislou na rychlosti zdroje.

6  c = m/s  1964 – W. Bertozzi  Urychlování elektron ů na r ů zné rychlosti (nezávisle ur č ena kinetická energie)  Max. rychlost: 0, c Neutrální pion -Rychlost pionu 0,999 75c - emitované sv ě tlo v pohybu i v klidu má stejnou rychlost

7  Newtonovská fyzika  Klasické skládání rychlostí – Galileiho transformace (absolutní sou č asnost)  Oh ň ostroj - raketa Oh ň ostroj - raketa  Animace – vlak ( č lov ě k nestojící uprost ř ed nem ůž e prohlásit, ž e se dve ř e neotev ř ely sou č asn ě ) Animace – vlak  Pozorovatelé, kte ř í se vzájemn ě pohybují, se obecn ě neshodnou, které události ozna č í za sou č asné.

8  Č asový interval závisí na prostorové vzdálenosti – prostoro č as Synchronizace hodin  Soumístné události – vlastní č asový interval Jiná IVS – č asový interval v ž dy v ě tší ne ž vlastní doba  dilatace č asu

9  Sylva ve vlaku, Slávek ve stanici  Sylva – vlastní č as  Slávek (2 synchronizované hodiny)

10  Slávek nam ěř í v ě tší č asový úsek  Relativní pohyb m ůž e zm ě nit tempo pr ů b ě hu č asu  Lorentz ů v faktor: Rychlostní parametr: β = v/c Dilatace času:

11  Co si ř ekne Sylva, ž e Slávek nam ěř il delší č as? Slávek si nesynchronizoval hodiny  Testy dilatace č asu Mikroskopické hodiny Makroskopické hodiny

12  Miony – doba ž ivota  Vznik p ř i srá ž kách kosmického zá ř ení v atmosfé ř e (více ne ž 10km) Laborato ř : μ s (v klidu) V pohybu – 0,999 4c vzhledem k laborato ř i: doba ž ivota: 63,5 ms ( γ = 28,87)  Bez dilatace by nedolet ě ly na povrch V laborato ř ích na Zemi b ěž n ě registrovány

13  Ř íjen 1977 (Joseph Hafele, Richard Keating) Oblet atomových hodin kolem sv ě ta  Ov ěř ení s p ř esností 10%  Obecná teorie relativity ( č as a gravitace)  Pozd ě ji – 15h letu, Chesapeakská zátoka, Maryland  p ř esnost 1%  P ř esun atomových hodin – korekce č asu

14  Spojena s ní zm ě na objemu a úhl ů pohybujících se t ě les  Plyne z povahy m ěř ení vzdáleností Zaznamenání polohy koncových bod ů pohybujícího se p ř edm ě tu musí být sou č asné M ěř ení

15  Sylva ve vlaku, Slávek na nástupišti – m ěř ení nástupišt ě  Slávek: klidová délka L 0 (pomocí metru – v klidu) Pr ů jezd Sylvy kolem nástupišt ě za dobu ( Δt není vlastní časový interval – míjení začátku a konce nástupiště nesoumístné  synchronizované hodiny)  Sylva: (Δt 0 vlastní čas, soumístná událost)  Vyd ě lení rovnic:

16  Klidová délka L 0 je nejdelší Kontrakce nastává jen ve sm ě ru relativního pohybu (pohyb ovliv ň uje m ěř ení –> realitu)  Experiment – dilatace č asu a kontrakce délek Experiment dilatace č asukontrakce délek

17  Zm ě na objemu t ě lesa (zkrácení hrany ve sm ě ru pohybu – nevypovídá o pozorovaném tvaru) - Kruh  elipsa  Zm ě na úhlu – zv ě tšení úhlu

18  Klidová délka L 0  Kontrahovaná délka L  Pozorování: Pozorujeme p ř ední a zadní konec ty č e v r ů zných č asech Pro setkání paprsk ů musí platit: - P ř ibli ž ující ty č  v ě tší ne ž skute č ná délka v dané vzta ž né soustav ě (Vzdalující se ty č  menší ne ž skute č ná délka)

19  V d ů sledku nesou č asnosti vid ě ní obou konc ů ty č sklopena  Ty č kolmá na pohyb i na pozorovací rovinu  pozorování beze zm ě ny  Pohybující se t ě leso se jeví jakoby oto č eno (=„zkráceno“)  Kru ž nice  elipsa  Koule  koule (pooto č ení nezm ě ní nic)  Gamow: Pan Tompkins v ř íši div ů

20  Neexistuje ž ádná dokonalá pravda  Svázání se vzta ž nou soustavou – rovnocenné  Vlak v tunelu  Vlak projí ž dí tunelem rychlostí srovnatelnou s rychlostí sv ě tla. Klidová délka vlaku je stejná jako klidová délka tunelu. Je vlak po dobu pr ů jezdu schován v tunelu, anebo je tunel vlaku navle č en jako prstýnek?  „Uzav ř ení vrat na konci tunelu“

21  Pád do kanálu  Neopatrný pracovník vodáren nechal otev ř enou kanaliza č ní vpus ť kruhového tvaru. Pr ů m ě r je 25cm, co ž je mén ě ne ž délka chodidla b ěž ného chodce. Hrozí nebezpe č í, ž e se velmi rychle pohybující chodec po šlápnutí na kanaliza č ní vpus ť do ní propadne?

22  Paradox dvoj č at - animaceanimace  Zdánlivé rozpory: Pozorovatelé A a B (B v pohybu)  vzájemné zpo žď ování obou hodin? Hodiny A, B v rovnom ě rném p ř ímo č arém pohybu – nedojde k jejich op ě tovnému setkání a porovnání Setkání hodin – aspo ň chvíli NIVS

23  Zjišt ě ní ka ž dého pozorovatele:  Neslu č itelné výsledky – první vztah je oprávn ě ný  STR – zrychlený pohyb nahradí mnoha pohyby rovnom ě rn ě p ř ímo č arými

24  Galileiho transformace:  Lorentzova trasnformace:  Galilei pro v<

25  Klasická fyzika – neomezený r ů st rychlosti  Odvození – Lorentzova transformace Odvození– Lorentzova transformace

26 Galileo – pro c  nekone č no

27

28  Zvuk: závislost frekvence na rychlosti pozorovatele a zdroje vzhledem ke vzduchu  Sv ě tlo: závislost f na relativní rychlosti v P ř ibli ž ování: - β Rudý a modrý posuv

29  Vysílány radiové signály s frekvencí udr ž ovanou atomovými hodinami  P ř i zachycení letadlem posunutí Dopplerovým jevem  Více dru ž ic – sm ě r rychlosti (Doppler velikost rychlosti)  Dru ž ice: v = m/s, β = 0,00003 β 2 /2 = 4,  Přesnost atomových hodin  β úměrné odmocnině f/f 0

30  Po hodin ě letu – p ř esnost polohy 50 m  Bez relativity: Neur č itost rychlosti 21 cm/s Nep ř esnost polohy 760 m

31  Policista zastaví ř idi č e, který projel k ř i ž ovatku na č ervenou. Ř idi č, povoláním fyzik, za č al policistu p ř esv ě d č ovat, ž e k ř i ž ovatku na č ervenou neprojel, proto ž e jel tak rychle, ž e č ervená na semaforu se mu jevila jako zelená. Policista propustil fyzika bez pokuty s tím, ž e musí nejprve ov ěř it pravdivost jeho výroku. A skute č n ě – fyzik nedostal pokutu za projetí k ř i ž ovatky na č ervenou, ale za p ř ekro č ení povolené rychlosti. Jak rychle fyzik jel?

32  1. postulát – stejné fyzikální zákony platí ve všech IVS  ZZH – nepru ž ná srá ž ka dvou č ástic, p=m.v Nam ěř eny r ů zné rychlosti, ale hybnost p ř ed i po srá ž ce musí být stejná (ob ě IVS)

33  ZZH:  Rychlosti spojené Lorentzovou transformací Neplatnost ZZH Platnost pro: (klidová a relativistická hmotnost)

34

35  Chemické reakce: Zákon zachování hmotnosti  zm ě ny hmotnosti jsou nepatrné  Jaderné reakce – m ěř itelné zm ě ny hmotnosti  Energiový ekvivalent hmotnosti  Klidová i kinetická energie  Vazebná energie

36 Jaký je relativní úbytek hmotnosti? Kolik se uvolní energie?

37

38 Halliday, Walker, Resnick: Fyzika (kapitola 38) Novotný, Jurmanová, Geršl: Základy teorie relativity (elektronická u č ebnice pro SŠ a VŠ)


Stáhnout ppt "Brkosí zimn ě ní 2010 Zden ě k.  1905 – Speciální teorie relativity (O elektrodynamice pohybujících se t ě les)  1905 – Fotoefekt (NC 1921), Brown."

Podobné prezentace


Reklamy Google