thuyết tơng đối hẹp của eistein
2.2Thuyết tơng đối hẹp của Einstein
Trớc Einstein thì Phitgieren và Lorentz, cũng đã tìm cách giải thích kết quả của thí nghiệm Michelson-Moriley nhng lúc bấy giờ lí thuyết của hai ông đợc coi là hết sức kì quặc. Vì vậy mà lí thuyết đó không đợc ai công nhận. Phitgieren cho rằng khoảng cách giữa hai điểm không phải là bất biến. Một vật đặt trong gió ête sẽ bị áp suất của ête tác dụng lên vật. Vì vậy vật bị co ngắn lại theo phơng chuyển động (phơng của gió ête). Còn các phơng khác kích thớc của vật không thay đổi.
áp dụng quan sát điểm này vào sơ đồ thí nghiệm (hình 2.3) thì quãng đ- ờng truyền ánh sáng theo phơng PA sẽ bị co ngắn lại so với khi không có gió ête với hệ số co ngắn chiều dài là: 1 22
c v
− , trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Với quan điểm này Phigieren có thể giải thích đợc kết quả thí nghiệm Michelson-Moriley.
Lorentz cũng đa ra lí thuyết tơng tự: giả thuyết co ngắn chiều dài. Lorentz còn đa ra giả thuyết rằng, dới tác dụng của gió ête các đồng hồ chuyển động theo phơng thức của gió ête cũng chạy chậm lại.
Năm 1905, Einstein công bố bài báo đầu tiên của mình và sau đó là một số ý kiến giải thích về nhiều vấn đề, từ đó những khó khăn trong ngành Vật lí học mới đợc giải quyết.
Đối với vấn đề gió ête Einstein khẳng định là không có. Einstein cũng tán thành quan điểm của cơ học Newton rằng chuyển động là có tính tơng đối. Những khó khăn mâu thuẫn trong lý thuyết đợc giải thích dựa vào hai tiên đề mà Einstein nêu ra trong thuyết tơng đối hẹp.
Tiên đề 1: Nguyên lí tơng đối Einstein :
Các quy luật của tự nhiên và các kết quả của tất cả các thí nghiệm tiến hành trong một hệ quy chiếu nào đó không phụ thuộc vào trạng thái chuyển động thẳng đều của hệ quy chiếu đó.
Hay có thể hiểu một cách đơn giản rằng các hiện tợng Vật lí diễn ra nh nhau trong các hệ quy chiếu quán tính.
Tiên đề 2: Tiên đề về tính không đổi của vận tốc ánh sáng
Vận tốc ánh sáng không phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của nguồn ánh sáng hayvận tốc của ánh sáng có giá trị nh nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính.
Tiên đề Einstein đã làm loé lên một gây ra mâu thuẫn trong quan điểm về
thời gian. Cơ học Newton cho rằng thời gian là tuyệt đối còn lí thuyết tơng đối coi thời gian là đại lợng tơng đối, thời
gian phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Điều này đợc thể hiện rõ qua ví dụ sau:
Giả sử tại thời điểm ban đầu thì t = t’ = 0, gốc hai hệ toạ độ O và O’ trùng nhau, vào lúc đtia sáng tại gốc chung của hai hệ toạ độ.Sau thời gian t =0 ánh sáng truyền đi theo mọi phơng và mặt đầu ánh sáng là mặt cầu bán kính R = c.t
Theo quan điểm của cơ học Newton thì tại thời điểm t ngời ta quan sát ở O và O’ đều thấy đầu sóng là mặt cầu tâm O (cả hai ngời quan sát ở O và O’ đều thấy mặy đầu sóng đồng thời truyền đến 2 điểm M, N). Theo lí thuyết tơng đối thì ngời quan sát ở O và O’ đều thấy mặt đầu ánh sáng là các mặt cầu nhng tâm của
chúng không trùng nhau. Đối với ngời quan sát ở O mặt đầu ánh sáng là mặt cầu bán kính R = c.t tâm ở O. Đối với ngời quan sát ở O’ thì mặt đầu ánh sáng là mặt cầu có bán kính R’ = c.t’ và tâm ở O’. Đó chính là điều vô lí đối với cơ học Newton. Bởi vì với ngời quan sát ở O thì mặt đầu ánh áng đồng thời truyền đến 2 diểm M, N trong khi đó đối với ngời A sát ở O, thì mặt đầu ánh sáng lại đồng thời truyền đến 2 điểm N’ (hình 2.5) Nh vậy đã đến hai sự kiện đồng thời trong hai hệ này lại không phải là hai sự kiện đồng thời trong hai hệ kia. Đó chính là điều vô lý theo quan diểm của cơ học Newton. Nó phải đợc hiểu theo quan điểm của lý thuyết tơng đối.
2.3 các hệ quả của thuyết tơng đối,2.3.1phép biến đổi lorentz.