Wykłady z Fizyki 14 - Teoria Względności - Zbigniew Osiak

"Wykłady z Fizyki - Teoria Względności" są czternastym z piętnastu tomów pomocniczych materiałów do jednorocznego kursu fizyki prowadzonego przeze mnie na różnych kierunkach inżynierskich. Zainteresowani studiowaniem fizyki znajdą tu podstawowe pojęcia, prawa, jednostki, wzory, wykresy i przykłady.

Uzupełnieniem czternastego tomu są eBooki:

Z. Osiak: Szczególna Teoria Względności. Self Publishing (2012)

Z. Osiak: Ogólna Teoria Względności. Self Publishing (2012).

Z. Osiak: Giganci Teorii Względności. Self Publishing (2012).

Z. Osiak: Ilustrowany Słownik Fizyki. Self Publishing (2012).

Z. Osiak: Zadania Problemowe z Fizyki. Self Publishing (2011).

Zapis wszystkich trzydziestu wykładów zgrupowanych w piętnastu tomach zostanie zamieszczony w internecie w postaci eBooków.

01. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Mechanika.

02. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Akustyka.

03. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Hydromechanika.

04. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Grawitacja.

05. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Termodynamika.

06. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Elektryczność.

07. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Magnetyzm.

08. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Elektromagnetyzm.

09. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Optyka.

10. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Kwanty.

11. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Ciało Stałe.

12. Osiak: Wykłady z Fizyki - Jądra.

13. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Cząstki Elementarne.

14. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Teoria Względności.

15. Z. Osiak: Wykłady z Fizyki - Stałe Uniwersalne i Jednostki.

- Szczególna teoria względności (STW) ? teoria zajmująca się badaniem zjawisk przebiegających (przy braku pola grawitacyjnego) w inercjalnych układach odniesienia w czterowymiarowej czasoprzestrzeni Minkowskiego.

H 30 czerwca 1905 uważany jest za datę powstania Szczególnej Teorii Względności. W tym dniu do redakcji Annalen der Physik wpłynęła praca Alberta Einsteina "Zur Elekrodynamik bewegter Körper" (O elektrodynamice poruszającego się ciała).

- Einstein przyjął dwa podstawowe założenia:

- Każde prawo fizyki powinno mieć ogólną postać niezależną od wyboru inercjalnego układu odniesienia.

- Wartość prędkości światła w próżni jest taka sama względem dowolnego inercjalnego układu odniesienia.

- Z założeń tych otrzymał m.in. następujące wyniki:

- Poddał szczegółowej analizie pojęcie równoczesności.

- Zaproponował procedurę synchronizacji zegarów.

- Podał przekształcenia współrzędnych przestrzennych i czasu, względem których wartość prędkość światła jest niezmiennikiem.

- Jako wnioski z tych przekształceń przedstawił wzory na kontrakcję długości, dylatację czasu i składanie prędkości.

- Wykazał, że równania Maxwella-Hertza są współzmiennicze względem badanych transformacji.

- W przypadku płaskiej fali elektromagnetycznej wyprowadził wzory na transformacje jej częstotliwości (zjawisko Dopplera), kierunku propagacji (aberracja) i amplitudy.

- Otrzymał wzory na podłużną i poprzeczną masę oraz energię kinetyczną elektronu poruszającego się w polu elektromagnetycznym z małym przyspieszeniem.

H Einstein i Poincaré niemal równocześnie sformułowali STW. Wyniki opublikowali odpowiednio 30 czerwca i 23 lipca 1905. Podstawowa różnica między ich pracami polegała na interpretacji wniosków wynikających z transformacji Lorentza. Einstein uważał, że wskutek ruchu układu odniesienia czas i przestrzeń ulegają deformacji. Poincaré twierdził, że deformacje dotyczą ciał materialnych.

H Istotny wkład w rozwój STW wniósł Minkowski, wprowadzając w 1908 pojęcie czterowymiarowej czasoprzestrzeni.

B Albert Einstein (1879-1955), genialny fizyk teoretyk, laureat Nagrody Nobla z fizyki w 1921.

B Hermann Minkowski (1864-1909), niemiecki matematyk i fizyk.

B (Jules) Henri Poincaré (1854-1912), francuski matematyk, fizyk i filozof.