BÀI TẬP THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP P1 Chọn câu Đúng Theo thuyết tương đối, khối lượng tương đối tính vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với vận tốc v là: −1 v2 A m = m0 1 − c − 2 B m = m0 1 − v2 c 2 v2 v C m = m0 1 − D m = m0 1 − c c P2 Chọn câu Đúng Hệ thức Anh-xtanh khối lượng lượng là: A W = m c2 B W = mc C W = m c D W = mc2 P3 Một hạt có động năng lượng nghỉ Vận tốc hạt là: A 2.108m/s B 2,5.108m/s C 2,6.108m/s D 2,8.108m/s P4 Vận tốc êlectron tăng tốc qua hiệu điện 105V là: A 0.4.108m/s; B 0.8.108m/s; C 1,2.108m/s; D 1,6.108m/s P5 Động êléctron có động lượng p là: A Wd = c p2 + (mc)2 ; B Wd = c p2 + (mc)2 + mc2 ; C Wd = c p2 + (mc)2 − mc2 ; D Wd = p2 + (mc)2 P6 Vận tốc êléctron có động lượng p là: c c A v = B v = 2 ; (mc) − p (mc)2 + p2 pc pc C v = D v = 2 ; (mc) − p (mc)2 + p2 P7 Một hạt có động tương đối tính gấp lần động cổ điển (tính theo học Newton) Vận tốc hạt là: 2c c c c A v = ; B v = ; C v = ; D v = 3 P8 Một hạt có động năng lượng nghỉ Vận tốc là: A 2,6.108m/s; B 1,3.108m/s; C 2,5.108m/s; D 1,5.108m/s P9 Động lượng hạt có khối lượng nghỉ m, động K là: K B p = + 2mK ; c K D p = − mK c K A p = − 2mK ; c K C p = + mK ; c 2 Một số câu trắc nghiệm vật lý hạt nhân P1 Phát biểu sau nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A) Hạt nhân cấu tạo từ nuclôn B) Có hai loại nuclôn prôtôn nơtron C) Số prôtôn hạt nhân số êlectron nguyên tử D) Cả A, B C P2 Phát biểu sau sai nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A) Prôtôn hạt nhân mang điện tích +e B) Nơtron hạt nhân mang điện tích - e C) Tổng số prôtôn nơtron gọi số khối D) A B C sai P3 Phát biểu sau nói nói đồng vị? A) Các hạt nhân đồng vị có số Z khác số A B) Các hạt nhân đồng vị có số A khác số Z C) Các hạt nhân đồng vị có số nơtron D) A, B C P4 Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử AZ X cấu tạo gồm Z nơtron A prôton B Hạt nhân nguyên tử AZ X cấu tạo gồm Z prôton A nơtron C Hạt nhân nguyên tử AZ X cấu tạo gồm Z prôton (A - Z) nơtron D Hạt nhân nguyên tử AZ X cấu tạo gồm Z nơtron (A + Z) prôton P5 Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton B Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ nơtron C Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton nơtron D Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton, nơtron electron P6 Phát biểu sau đúng? A Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số khối A B Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số prôton nhau, số nơtron khác C Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số nơtron nhau, số prôton khác D Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có khối lượng P7 Đơn vị sau đơn vị khối lượng nguyên tử? A Kg; B MeV/c; C MeV/c2; D u P8 Đơn vị khối lượng nguyên tử u A khối lượng hạt nhân nguyên tử Hyđrô B khối lượng nguyên tử Hyđrô 12 C khối lượng đồng vị Cacbon C 12 12 D khối lượng hạt nhân đồng vị Cacbon C 12 P9 Hạt nhân 238 92 U có cấu tạo gồm: A 238p 92n; B 92p 238n; C 238p 146n; D 92p 146n P10 Phát biểu sau đúng? A Năng lượng liên kết toàn lượng nguyên tử gồm động lượng nghỉ B Năng lượng liên kết lượng tỏa nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân C Năng lượng liên kết lượng toàn phần nguyên tử tính trung bình số nuclon D Năng lượng liên kết lượng liên kết electron hạt nhân nguyên tử P11 Chọn câu Đúng Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A âm dương độ hụt khối âm dương B lớn hạt nhân cáng bền vững C Càng nhoe hạt nhân bền D Có thể triệt tiêu với hạt nhân đặc biệt P11 Hạt nhân đơteri D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D A 0,67MeV; B.1,86MeV; C 2,02MeV; D 2,23MeV 23 P12 Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.10 mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt α, lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli A 2,7.1012J; B 3,5 1012J; C 2,7.1010J; D 3,5 1010J P13 Hạt nhân 60 27 Co có cấu tạo gồm: A 33 prôton 27 nơtron ; C 27 prôton 33 nơtron ; P14 Hạt nhân 60 27 B 27 prôton 60 nơtron D 33 prôton 27 nơtron Co có khối lượng 55,940u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân A 4,544u; P15 Hạt nhân B 4,536u; 60 27 60 27 Co C 3,154u; Co có khối lượng 55,940u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 1,0087u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 70,5MeV; D 3,637u B 70,4MeV; C 48,9MeV; 60 27 Co D 54,4MeV Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Trang 1 VII. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng. * Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện). * Các định luật quang điện + Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện): Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện: λ ≤ λ 0 . + Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bảo hòa): Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có λ ≤ λ 0 ), cường độ dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích. + Định luật quang điện thứ ba (định luật về động năng cực đại của quang electron): Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại. * Thuyết lượng tử ánh sáng + Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định ε = hf (f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây. + Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/s trong chân không. Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liên tục. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. * Giải thích các định luật quang điện Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện: hf = λ hc = A + 2 1 mv 2 max0 . + Giải thích định luật thứ nhất: Để có hiện tượng quang điện thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn hoặc bằng công thoát: hf = λ hc ≥ A = 0 λ hc λ ≤ λ 0 ; với λ 0 = A hc chính là giới hạn quang điện của kim loại. + Giải thích định luật thứ hai: Cường độ của dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ thuận với số quang electron bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số quang electron bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ chùm ánh sáng tới. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường của chùm sáng chiếu vào catôt. + Giải thíc định luật thứ ba: Ta có: W đ0max = 2 1 mv 2 max0 = λ hc - A, do đó động năng ban đầu cực đại của các quang electron chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và công thoát electron khỏi bề mặt kim loại mà không phụ thuộc vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích. * Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt. Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rỏ một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rỏ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rỏ, như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, khả năng phát quang…, còn tính chất sóng càng mờ nhạt. Trái lại sóng điện từ có bước sóng Trờng đại học vinh Khoa vật lý Hệ thống tập thuyết tơng đối Khoá luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: vật lý lý thuyết Giáo viên hớng dẫn: Lê Thị Thai Sinh viên thực hiện: Mai Thị Hảo Lớp: 44A Vật lý Vinh , 2007 Phần I Mở đầu Cuối thể kỷ XIX đầu kỷ XX vật lí học nghiên cứu đến tợng có liên quan đến vận tốc ánh sáng vận tốc lớn hơn, so sánh đợc với vận tốc ánh sáng Ngời ta nhận thấy khái niệm cũ (những khái niệm cổ điển) khả giải thích số tợng dẫn đến cách giải thích sai lầm Thuyết tơng đối Anhstanh đời năm 1905 xây dựng lại khái niệm không gian thời gian khác hẳn với khái niệm cũ Niutơn Tới nay, thuyết tơng đối Anhstanh đợc thử thách thực nghiệm trở thành sở thiếu đợc vật lí học đại Trong trình học thời gian hạn chế nên đa số sinh viên điều kiện sâu nghiên cứu thuyết tơng đối Anhstanh Nhng với phát triển khoa học kĩ thuật giáo viên vật lí tơng lai cần nắm vững đợc nội dung vật lí học hiệu đại Việc học tập môn vật lí phần nghiên cứu lí thuyết ngời học cần thiết phải tiến hành giải tập Đối với phần thuyết tơng đối lí thuyết trừu tợng Vì việc giải tập giúp học sinh vận dụng lí thuyết, củng cố hoàn thiện khắc sâu kiến thức lí thuyết Hiện tài liệu tham khảo học phần thuyết tơng đối không nhiều Nói chung tập cha đợc xếp phân loại thành hệ thống Vì lí mà chọn đề tài: Hệ thống tập thuyết tơng đối Luận văn gồm phần Phần I: Phần II: Chơng I: IIIChơng II: IIIChơng IV: Mở đầu Nội dung Động học tơng đối Cơ sở lí thuyết Bài tập Động lực học tơng đối Cơ sở lí thuyết Bài tập Điện động lực học tơng đối ICơ sở lí thuyết IIBài tập Phần III: Kết luận Vì kinh nghiệm thân nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý xây dựng thầy cô giáo bạn sinh viên luận văn hoàn chỉnh Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo Lê Thị Thai Ngời giúp đỡ cho em nhiều kiến thức, phơng pháp nghiên cứu nguồn tài liệu quý giá Vinh, tháng 05 năm 2007 Ngời thực Mai Thị Hảo Phần II Nội dung Chơng I: Động học tơng đối I- Cơ sở lí thuyết 1.1 Nguyên lí tơng đối Galilê, phép biến đối tọa độ: Theo nguyên lí: tợng học diễn nh hệ quy chiếu quán tính Nguyên lí tơng đối Galile phát biểu cách khác: Không thể dùng thí nghiệm học nội hệ quy chiếu quán tính để xét xem hệ đứng yên hay chuyển động thẳng Về mặt toán học định luật học bất biến đổi với phép biến đổi Galilê Chúng ta xét hai hệ tọa độ đề vuông góc gắn với hai hệ quy chiếu quán tính Hệ k(oxyz) coi đứng yên hệ k(oxyz) chuyển động thẳng dọc theo trục ox với vận tốc v Tại thời điểm t = hai hệ hoàn toàn trùng Đối với hai hệ k k nh trên, phép biến đổi Galilê có dạng: x = x - vt x = x + vt y = y y = y z = z z = z Một chất điểm chuyển động có tọa độ hệ k x, y, z hệ k r x,y,z Vận tốc u hệ k có thành phần: ux = dx ; dt uy = dy ; dt Vận tốc trọng hệ k là: u' x = ux - v (1) u' y = uy (2) u' z = uz (3) uz = dz dt Vận tốc lợng tơng đối công thức (1), (2), (3) gọi công thức cộng vận tốc cổ điển Chúng ta viết dới dạng: u = u v u = u + v 1.2 Các tiên đề thuyết tơng đối Anhstanh - Tiên đề 1: Mọi tợng vật lí diễn nh hệ quy chiếu quán tính Hay dùng thí nghiệm vật lý nội hệ quy chiếu quán tính để xét xem hệ đứng yên hay chuyển động thẳng hệ quy chiếu quán tính khác - Tiên đề 2: Vận tốc ánh sáng chân không không thay đổi theo phơng không phụ thuộc vào chuyển động nguồn sáng 1.3 Phép biến đổi Lorenxơ: Một biến cố đợc xác định tọa độ: Ba tọa độ không gian tọa độ thời gian Một biến cố có tọa độ hệ k x, y, z,t hệ k x,y, z,t công thức biến đổi Galilê dùng để xác định quan hệ tọa độ chúng mâu thuẫn với tiêu đề thứ hai Anhstanh Trong thuyết tơng đối vận tốc ánh sáng không tuân theo định lí cộng vận tốc cổ điển rút từ phép biến đổi Galilê.Chúng ta phải tìm công thức biến đổi khác thay - Công thức biến đổi Lorenxơ: x vt x = v2 c2 x'+vt ' y = y z = z x= v2 c2 y = y z = z v x c2 v2 c t t = v x' c2 v2 c t '+ t = - ý nghĩa công thức biến đổi Lorenxơ: + Các công thức biến đổi Lorenxơ có ý nghĩa v < c.Trong v vận tốc chuyển động hệ k hệ vật chất chuyển động Điều chứng tỏ vật thể chuyển động đợc với vận tốc lớn vận tốc ánh sáng SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TIỀN GIANG Bài TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN TIẾP 50 TỔ LÝ + KTCN GV: DƯƠNG QUỐC VIỆT Bài 50 HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ ĐIỂN CÁC TIÊN ĐỀ ANH-XTANH Tiên đề I Tiên đề II HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐO a) Sự co độ dài b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển Bài 50 HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ CơĐIỂN học cổ điển (hay học Niu-tơn) chiếm vò trí quan trọng phát triển vật lí học cổ điển ápnhững dụng trường rộng rãi học Trong hợp vậtkhoa chuyển kó thuật động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng học Niu-tơn không Bài 50 HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ ĐIỂN * Thí nghiệm cho thấy: tốc độ c ánh sáng truyền chân không có giá trò c = 300000 km/s không tùy thuộc vào nguồn sáng đứng yên hay chuyển động, tốc độ hạt không vượtAnh-xtanh trò số Nămthể 1905, đã300000 xây km/s dựng lí thuyết tổng quát học Niutơn gọi thuyết tương đối hẹp Anhxtanh (hay thuyết tương đối) Bài 50 CÁC TIỀN ĐỀ ANH XTANH Tiên đề I (nguyên lí tương đối): Các đònh luật vật lí (cơ học, điện từ học,…) có dạng hệ khác, quy chiếu quán tính vật lí Nói cách tượng diễn hệ quy chiếu Tiênquán đề IItính (nguyên lí bất biến tốc độ ánh sáng): Tốc độ ánh sáng chân độ lớn c hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền vào tốc độ c = 299792458 m/s ≈ 300000km Bài 50 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐ a) Sự co độ dài Xét nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính có độ dài riêng Khi K, chuyển độngl0với tốc độ v dọc theo trục tọa độ hệ K, độ dài l có giá trò bằng: v l = l0 1− < l0 c Vậy độ dài bò co lại theo phương chuyển động → khái niệm không gian tương đối, phụ thuộc Bài 50 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐ a) Sự co độ dài C1 Hãy tính độ co chiều dài thước có chiều dài riêng m chuyển Hướngđộng dẫnvới tốc độ v = 0,6c v2 0,62 c2 l = l0 1− = 1− = 0,8m c c → Độ co chiều dài: l0 – l = – 0,8 = 0,2 m Bài 50 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐ b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển Tại điểm cố đònh M’ hệ quán tính K’, chuyển động với tốc độ v hệ quán tính K có tượng diễn khoảng thời gian Δt0 đo thời theo đồng hồ gắn với tượng K’ Khoảng gian xảy đo theo đồng hồ gắn với hệ K Δt, tính theo công thức: ∆t0 ∆t = > ∆t0 v2 1− c Bài 50 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐ b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển Vậy đồng hồ gắn với vật chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên (hệ K) → khái niệm thời gian tương đối, phụ thuộc vào lựa chọn hệ quy chiếu quán tính Bài 50 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐ b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển C2 Sau tính theo đồng hồ chuyển động với tốc độ v = 0,6c đồng hồ chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên bao Hướng dẫn nhiêu giây ∆t0 ? ∆t = = = 1,25 h v2 0,62 c2 1− 1− c c2 → ∆t − ∆t0 = 1,25− 1= 0,25h = 900s Minh họa chậm lại đồng hồ Bài 50 CỦNG CỐ Câu 1: Khi nguồn sáng chuyển động, tốc độ truyền ánh sáng A nhỏ c chân giá trò B lớn hơnlớn c C nhỏ c, phụ thuộc vào phương truyền tốc độ củac,nguồn D không phụ thuộc vào phương truyền tốc độ nguồn Bài 50 CỦNG CỐ Câu 2: Một thước chuyển động dọc theo chiều dài nó, độ dài thước đo hệA.quán khôngtính thayKđổi B co lại, tỉ lệ nghòch với tốc độdãn củara, thước C phụ thuộc vào tốc độ chuyển động thước v D co lại theo tỉ lệ − c Bài 50 HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ ĐIỂN CÁC TIÊN ĐỀ ANH-XTANH Tiên đề I Tiên đề II HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐO a) Sự co độ dài b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận Trang 1 VII. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng. * Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang CHƯƠNG VIII SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP 50 THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP 51 HỆ THỨC ANH XTANH GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG TÓM TẮT CHƯƠNG VIII PHT Tiết 83 HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ ĐIỂN CÁC TIÊN ĐỀ ANH-XTANH Tiên đề I Tiên đề II HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP a) Sự co độ dài b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển động HẠN CHẾ CỦA CƠ HỌC CỔ ĐIỂN • Cuối kỷ XIX , đầu kỷ XX người ta phát trường hợp vật chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng học Niu-tơn không nữa! • Năm 1905 Anh xtanh xây dựng lý thuyết tổng quát học Niu-tơn gọi thuyết tương đối hẹp Mô tả không gian thời gian theo hai lý thuyết Gọi lo chiều dài tự nhiên vật ( vật đứng yên ) Gọi l chiều dài vật chuyển động ( có tốc độ v ) Gọi Δto thời gian gắn với vật chuyển động Gọi Δt thời gian gắn với quan sát viên đứng yên Cơ học cổ điển Thuyết tương đối hẹp Anh xtanh Chuyển động v nhỏ Δto l = lo l ? lo l Δt = Δto Đứng yên Δt ? Δto Δt lo Không gian , thời gian tuyệt đối ! Không gian , thời gian .! CÁC TIÊN ĐỀ ANH-XTANH Tiên đề I (nguyên lí tương đối): Các định luật vật lí (cơ học, điện từ học,…) có dạng hệ quy chiếu quán tính Tiên đề II (nguyên lí bất biến tốc độ ánh sáng): Tốc độ ánh sáng chân độ lớn c hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền vào tốc độ nguồn sáng hay máy thu: c = 299792458 m/s ≈ 300000km/s HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP a) Sự co độ dài Xét nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính K, có độ dài riêng l0 Khi chuyển động với tốc độ v dọc theo trục tọa độ hệ K, độ dài l có giá trị bằng: v2 l = l0 1− < l0 c Vậy độ dài bị co lại theo phương chuyển động → khái niệm không gian tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính 3 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP a) Sự co độ dài C1 Hãy tính độ co chiều dài thước có chiều dài riêng m chuyển động với tốc độ v = 0,6c Học sinh giải v2 0,62 c2 l = l0 1− = 1− = 0,8m c c → Độ co chiều dài: l0 – l = – 0,8 = 0,2 m HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển động Tại điểm cố định M’ hệ quán tính K’, chuyển động với tốc độ v hệ quán tính K có tượng diễn khoảng thời gian Δt0 đo theo đồng hồ gắn với K’ Khoảng thời gian xảy tượng đo theo đồng hồ gắn với hệ K Δt, tính theo công thức: ∆t = ∆t0 v2 1− c > ∆t0 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển động Vậy đồng hồ gắn với vật chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên (hệ K) → khái niệm thời gian tương đối, phụ thuộc vào lựa chọn hệ quy chiếu quán tính 3 HAI HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP b) Sự chậm lại đồng hồ chuyển động C2 Sau tính theo đồng hồ chuyển động với tốc độ v = 0,6c đồng hồ chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên giây ? HỌC SINH GIẢI ∆t0 ∆t = = = 1,25 h v2 0,62 c2 1− 1− c c2 → ∆t − ∆t0 = 1,25− 1= 0,25h = 900s Mô tả không gian thời gian theo hai lý thuyết Gọi lo chiều dài tự nhiên vật ( vật đứng yên ) Gọi l chiều dài vật chuyển động ( có tốc độ v ) Gọi Δto thời gian gắn với vật chuyển động Gọi Δt thời gian gắn với quan sát viên đứng yên Cơ học cổ điển Thuyết tương đối hẹp Anh xtanh Chuyển động có v Chuyển động v nhỏ Δto Δto l = lo l l Đứng yên Δt = Δto Đứng yên l < lo Δt lo Không gian , thời gian tuyệt đối ! Δt > Δto Δt lo Không gian , thời gian tương đối ! ( Phù hợp với triết học vật biện chứng ) CỦNG CỐ Câu 1: Khi nguồn sáng chuyển động, tốc độ truyền ánh sáng chân giá trị A nhỏ c B lớn c C lớn nhỏ c, phụ thuộc vào phương truyền tốc độ nguồn D c, không phụ thuộc vào phương truyền tốc độ nguồn CỦNG CỐ Câu 2: Một thước chuyển động dọc theo chiều dài nó, độ dài thước đo hệ quán tính K A không thay đổi B co lại, tỉ lệ nghịch với tốc độ thước C dãn ra, phụ thuộc vào tốc độ