Thuyết Tương Ðối

Dương Hiếu Ðấu

CHƯƠNG 1 : THUYẾT TƯƠNG ÐỐI

I. PHÉP BIẾN ÐỔI GALILEO
1. Hệ qui chiếu-Hệ toạ độ
2. Phép biến đổi Galileo
3. Các đại lượng bất biến
II. THUYẾT TƯƠNG ÐỐI 1. Những cơ sở thực nghiệm
2. Thí nghiệm Michelson-Morley
3. Thí nghiệm Sitter về quan sát hệ sao đôi
4. Thuyết tương đối hẹp của Einstein
III. TÍNH ÐỒNG BỘ
1. Sự chậm lại của thời gian
2. Sự không đồng bộ về thời gian
IV. ÐỘ DÀI TRONG HỆ QUI CHIẾU CHUYỂN ÐỘNG
1. Ðộ dài theo phương chuyển động

2. Ðộ dài vuông góc với phương chuyển động
V. PHÉP BIẾN ÐỔI LORENTZ
1. Công thức Lorentz về biến đổi tọa độ
2. Công thức biến đổi Lorentz về vận tốc
Giải thích thí nghiệm Fizeau bằng phép biến đổi Lorentz
3.
4.

TOP 3. Các đại lượng bất biến
TOP

Như vậy khoảng cách hai chất điểm j và k trong phép chuyển đổi Galileo giữa S và S là bảo
toàn. Từ sự bất biến của khoảng cách hai điểm ta suy ra là thể tích của một vật thể là bất biến. Vì
khối lượng riêng là hằng số nên khối lượng của vật thể cũng là bất biến trong phép chuyển đổi
Galileo giữa S và S.
Từ các phương trình 1.3 ta thấy gia tốc của một chất điểm là không đổi trong phép chuyển
đổi Galileo giữa S và S
Bây giờ ta xét đến lực tương tác giữa các chất điểm.
Ta biết là lực tương tác giữa các hạt chỉ tùy thuộc vào khoảng cách r giữa chúng vì thế nếu
xét lực tương tác F giữa hai hạt ta có thể viết biểu thức tổng quát :

Vậy lực tương tác F giữa hai hạt cũng là bất biến trong phép chuyển đổi Galileo giữa S và S.
Khi xét một hạt riêng biệt, tổng các lực do các hạt khác tác dụng lên nó là chỉ phụ thuộc vào các
khoảng cách cho nên hoàn toàn như nhau trong hai hệ S và S. Vậy lực tổng hợp tác dụng lên một
hạt bất kỳ cũng là bất biến trong phép chuyển đổi Galileo giữa S và S .
Cuối cùng kết hợp khối lượng và gia tốc của một hạt nào đó là không đổi trong phép chuyển
đổi Galileo giữa S và S ta suy ra phương trình Ðịnh luật II Newton là phương trình hiệp biến đối
với phép chuyển đổi S và S tức là bất biến. Chúng ta cũng có thể chứng minh phương trình Ðịnh
luật III Newton là phương trình hiệp biến đối với phép chuyển đổi S và S.
Hãy tiếp tục xét phép biến đổi Galileo trong trường điện từ mà cụ thể là với ánh sáng để
xem phép biến đổi Galileo có vận dụng một cách phù hợp không ?
II THUYẾT TƯƠNG ÐỐI HẸP (SPECIAL RELATIVITY)

1. Những cơ sở thực nghiệm
TOP

Ta có thể chọn được một số hệ ngôi sao đôi thỏa tính chất trên để quan sát. Nhưng trên thực
tế ta không bao giờ quan sát được. Như vậy không thể chấp nhận phép cộng vận tốc Galileo cho ánh
sáng.
4. Thuyết tương đối hẹp của Einstein
TOP
Nguyên lý tương đối trong cơ học Newton nói rằng các hiện tượng cơ học đều xảy ra như
nhau trong mọi hệ qui chiếu quán tính nhưng không nói rõ các hiện tượng khác như là nhiệt, điện,
từ có xảy ra như nhau trong mọi hệ qui chiếu quán tính ? Theo phần điện từ trường ta thấy tương
tác từ xảy ra chủ yếu là do dòng điện tức là do chuyển động của các hạt mang điện. Như vậy có thể