Chương 8: thuyết tương đối

I. Hệ thống kiến thức trong chương:
1) Thuyết tương đối hẹp:
a. Các tiên đề của Anhxtanh
- Hiện tượng vật lý xảy ra như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính, hay phương trình biểu diễn hiện tượng vật lí trong các hệ quy chiếu quán tính có cùng một dạng.
- Vận tốc của ánh sáng trong chân không có cùng độ lớn c trong mọi hệ quy chiếu quán tính. c là giới hạn của các vận tốc vật lý. c = 299792458 m/s. (c ( 3.108 m/s).
b. Một số kết quả của thuyết tương đối.
- Đội dài của một thanh bị co lại dọc theo phương chuyển động của nó:
- Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên. (t0 là khoảng thời gian gắn với quan sát viên đứng yên.
2) Hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng.
a) Khối lượng của vật chuyển động với vận tốc v (khối lượng tương đối tính) là:
với m0 là khối lượng nghỉ (khối lượng khi vận tốc bằng không).
b) Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng: Nếu một vật có khối lượng m thì có năng lượng E tỉ lệ với m: Nếu v << c thì:
- Đối với hệ kín, khối lượng và năng lượng nghỉ không nhất thiết được bảo toàn, nhưng năng lượng toàn phần (bao gồm cả động năng và năng lượng nghỉ) được bảo toàn.
- Cơ học cổ điển là trường hợp riêng của cơ học tương đối tính khi vận tốc chuyển động rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng.
c) Năng lượng phôtôn:
. Kí hiệu mp là khối lượng tương đối tính của phôtôn.
Mặt khác: ( = mP.c2 =>
. Mà:
. Suy ra
.
+ Với v = c thì: mP0 = 0.
+ Động lượng phôtôn:


III. Câu hỏi và bài tập:

Chủ đề 1: Thuyết tương đối hẹp.
8.1. Chọn câu Đúng.
Khi nguồn sáng chuyển động, vận tốc truyền ánh sáng trong chân không có giá trị.
A. nhỏ hơn c.
B. lớn hơn c.
C. lớn hơn hoặc nhỏ hơn c phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của nguồn sáng.
D. luôn bằng c, không phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của nguồn sáng.
8.2. Chọn câu Đúng.
Khi một cái thước chuyển động theo phương chiều dài của nó, độ dài của thước
A. dãn ra theo tỉ lệ
.

B. co lại tỉ lệ với vận tốc của thước.
C. dãn ra phụ thuộc vào vận tốc của thước.
D. co lại theo tỉ lệ
.
8.3. Một chiếc thước có chiều dài 30cm, chuyển động với vận tốc v = 0,8c theo chiều dài của thước thì co lại là:
A. 10cm. B. 12cm. C. 15cm. D. 18cm.
8.4. Người quan sát đồng hồ đúng yên được 50 phút, cũng thời gian đó người quan sát chuyển động với vận tốc v = 0,8c sẽ thấy thời gian đồng hồ là:
A. 20 phút. B. 25 phút. C. 30 phút. D. 40 phút.
8.5. Sau 30 phút đồng hồ chuyển động với