ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 · ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ

ผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ

การเปลี่ยนแปลงของมวล เวลา และความยาวด้วยความเร็วสูง

24 นาที11 บัตรทฤษฎี

สื่อการสอน

แนวคิดพื้นฐาน

ทฤษฎีอวกาศและเวลาสำหรับระบบอ้างอิงเฉื่อย โดยคำนึงถึงความแปรผันของความเร็วแสง

มีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานสองข้อ: กฎฟิสิกส์เหมือนกันในระบบเฉื่อยทั้งหมด และความเร็วแสงในสุญญากาศเท่ากันสำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคน

การเปลี่ยนแปลงของเวลา ความยาว พลังงาน และโมเมนตัมที่วัดได้ด้วยความเร็วที่เทียบได้กับความเร็วแสง

จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่ความเร็วใกล้กับ c เท่านั้น น้ำหนักของร่างกายยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่พลังงานและโมเมนตัมเพิ่มขึ้น

สื่อการสอน

m

ปริมาณขึ้นอยู่กับความเร็ว γm₀; ในสูตรสมัยใหม่ มวลที่เหลือถือว่าไม่แปรเปลี่ยน และการเปลี่ยนแปลงอธิบายไว้ในแง่ของพลังงานและโมเมนตัม

หน่วย: กิโลกรัม · $\mathrm{kg}$

m_0

มวลของวัตถุในกรอบอ้างอิงซึ่งอยู่นิ่ง

หน่วย: กิโลกรัม · $\mathrm{kg}$

\tau

ช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์ในหน้าต่างอ้างอิงที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของนาฬิกา

หน่วย: ประการที่สอง · $\mathrm{s}$

\tau_0

ระยะเวลาของกระบวนการในระบบที่เหตุการณ์เกิดขึ้นในจุดหนึ่ง

หน่วย: ประการที่สอง · $\mathrm{s}$

l

ความยาวของร่างกายตลอดการเคลื่อนไหวในระบบอ้างอิงที่เลือก

หน่วย: เมตร · $\mathrm{m}$

l_0

ความยาวของลำตัวในกรอบอ้างอิงที่ร่างกายอยู่นิ่ง

หน่วย: เมตร · $\mathrm{m}$

สื่อการสอน

m=\frac{m_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}

ในรูปแบบเก่า ค่า m = γm₀ จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วเข้าใกล้ c วิธีการสมัยใหม่ทำให้มวล m₀ ไม่เปลี่ยนแปลง

สภาพสินค้า: ใช้เฉพาะในกรณีที่เงื่อนไขสมมติมวลสัมพัทธภาพอย่างชัดเจน การบันทึกเสียงสมัยใหม่มักจะได้ผลด้วยพลังงานและแรงผลักดัน

\tau=\frac{\tau_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}

ผู้สังเกตจะวัดช่วงเวลา τ ระหว่างเหตุการณ์บนนาฬิกาที่กำลังเคลื่อนที่มากกว่าช่วงเวลา τ₀ ของเขาเอง

สภาพสินค้า: τ₀ วัดโดยนาฬิกาซึ่งอยู่ที่จุดเดียวกับเหตุการณ์ทั้งสอง v คือความเร็วของนาฬิกานี้สัมพันธ์กับผู้สังเกต

l=l_0\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}

ความยาวตามยาวของวัตถุที่เคลื่อนไหวนั้นน้อยกว่าความยาวของตัวมันเอง

การปฏิบัติ