Úvodní stránka
SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY
Klasická fyzika, založená na Newtonových zákonech mechaniky a Maxwellově teorii elektromagnetického pole, plně vyhovuje ve většině situací, s nimiž se setkáváme. Její nedokonalost se začne projevovat teprve při velkých rychlostech, které jsou srovnatelné s rychlostí světla c = 300 000 km/s. Pak je třeba použít vztahy, vyplývající z Einsteinovy speciální teorie relativity (STR). Tento program není učebnicí fyziky a proto se omezíme jen na hlavní závěry STR. Z přiložených grafů je však zřejmé, že všechny relativistické efekty se projeví až při rychlostech větších než několik desítek tisíc km/s (v urychlovačích částic nebo při pohybu hvězd ve vesmíru).
1. Kontrakce délky
Čím rychleji se pohybuje těleso vůči pozorovateli, tím je jeho délka ve směru pohybu menší.
|
Klasická fyzika
(délka nezávisí na rychlosti)
|
Relativistická fyzika
|
2. Dilatace času
Čím rychleji se pohybuje soustava vůči pozorovateli, tím pomaleji v této soustavě plyne čas.
|
Klasická fyzika
(čas plyne pro všechny pozorovatele stejně)
|
Relativistická fyzika
|
3. Relativistická hmotnost tělesa
Čím rychleji se pohybuje těleso vůči pozorovateli, tím je jeho hmotnost větší.
|
Klasická fyzika
(hmotnost tělesa nezávisí na rychlosti)
|
Relativistická fyzika
|
4. Vztah mezi hmotností a energií
Každé změně energie tělesa odpovídá změna jeho hmotnosti.
E = mc2
Tento vztah je nejen nejpopulárnější fyzikální rovnicí všech dob, ale je také teoretickým podkladem pro uvolňování a využívání jaderné energie.
Z následující tabulky je vidět, že relativistické efekty se projevují až při skutečně vysokých rychlostech, kterých běžná tělesa vůbec nedosahují. Proto v běžné praxi i nadále používáme podstatně jednodušší vztahy klasické fyziky, které známe ze školních hodin fyziky.
|
|
0 km/s
|
10 km/s
|
10000 km/s
|
100000 km/s
|
200000 km/s
|
299000 km/s
|
| délka (m)
|
1,000
|
1.00000
|
1,00056
|
1,06061
|
1,34163
|
12,26
|
| trvání děje (s)
|
1,000
|
1,00000
|
0,99944
|
0,94281
|
0,74536
|
0,08158
|
| hmotnost (kg)
|
1,000
|
1.00000
|
1,00056
|
1,06061
|
1,34163
|
12,26
|
 
Jiný příklad:
Kosmonauti létají na kosmické stanici kolem Země rychlostí asi 8 km/s. Jestliže na Zemi uplyne 1 rok (31 558 000 s), na kosmické lodi plyne čas o něco pomaleji - uplyne tam 31 557 999,9 s. Za celý rok je rozdíl jen nepatrný zlomek sekundy, kosmonauti proto oproti nám nijak zřetelně "neomládnou"!
|