Bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Vật lý 2007 - No 7

Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khoa Vật Lý
Khoá luận tốt nghiệp
Bước đầu tìm hiểu về thuyết tương đối
SV thực hiện: Hoàng Thị Thịnh
Hướng dẫn khoa học:T.S Lưu Thị Kim Thanh
Hà Nội, ngày 28 tháng 5 năm 2007
Bố cục của đề tài
Mở đầu
Nội dung
Chương 1.Những tiên đề của thuyết tương đối Einstein
Chương 2.Động học tương đối tính
Chương 3.Động lực học tương đối tính
Chương 4.Điện động lực học tương đối tính
Kết luận
Mở đầu

1.Lí do chọn đề tài

Vật lý học vào cuối thế kỷ XIX đã phát triển tưởng trừng như trọn vẹn. Vật lý học cổ điển dựa trên hai lí thuyết cơ bản là cơ học Newton và lí thuyết điện từ Maxwell. Nhưng khi vật lý nghiên cứu những hiện tượng có liên quan đến vận tốc ánh sáng thì cơ học cổ điển không thể giải thích được, hay dẫn đến giải thích sai lầm.
Vào đầu thế kỷ XX sự ra đời của thuyết lượng tử và thuyết tương đối đã tạo nên bước ngoặt lớn trong sự phát triển của vật lý học. Cả hai lí thuyết đó đều do nhà vật lý học người Đức là Einstein xây dựng nên. Nhưng khi nhắc đến Einstein người ta chỉ nhớ đến thuyết tương đối. Lịch sử sự phát triển của Vật lý học trong một trăm năm qua cho thấy sự đóng góp của Einstein trong các lĩnh vực khác cũng vô cùng to lớn, đặc biệt là lý thuyết lượng tử ánh sáng.
Ba công trình của Einstein về ba lĩnh vực lớn của Vật lý : Thuyết tương đối; Vật lý lượng tử; Vật lý thống kê lại xuất hiện trong cùng một năm, trong đó thuyết tương đối đã làm ông quá nổi danh trong giới khoa học và trong các tầng lớp xã hội khác. Nên ngày nay khi nhắc đến Einstein người ta nghĩ ngay đến thuyết tương đối.
Trong thuyết tương đối bao gồm thuyết tương đối rộng và thuyết tương đối hẹp, nhưng ta chỉ nghiên cứu Thuyết tương đối hẹp. Vì vậy tôi chọn đề tài

"Bước đầu tìm hiểu về thuyết tương đối "

Một lí thuyết đã làm thay đổi hoàn toàn nhận thức của con người về không gian và thời gian.
2. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu sâu sắc hơn về thuyết tương đối.


3.Nhiệm vụ nghiên cứu
Các vấn đề cần nghiên cứu:
-Nghiên cứu về các tiên đề Einstein
-Nghiên cứu về động học tương đối tính
-Nghiên cứu về động lực học tương đối tính
-Nghiên cứu về điện động lực học tương đối tính
4. Đối tượng nghiên cứu
Một số vấn đề cơ bản của Thuyết tương đối


5. Phương pháp nghiên cứu
Đọc và nghiên cứu tài liệu
Phân tích tổng hợp và đánh giá
Chương1.Những tiên đề của thuyết tương đối Einstein
1.1.Các phép biến đổi Galilée
1.1.1.Phép biến đối Galiée các toạ độ
phép biến đổi Galiée các toạ độ có dạng:
1.1.2. Phép biến đổi Galilée các vận tốc
1.1.3.Phép biến đổi Galiée các gia tốc
ax = a`x ; ay = a`y ; az = a`z
1.2. Các tiên đề Einstein
1.2.1.Tiên đề 1: Các định luật Vật lý là bất biến (có cùng dạng) đối với tất cả các quan sát viên chuyển động theo quán tính.
1.2.1.Tiên đề 2: Đối với mọi quan sát viên chuyển động theo quan tính , vận tốc ánh sáng trong chân

không bằng c = = 3.108 m/s không phụ thuộc

vào chuyển động của nguồn sáng.
Chương 2. Động học tương đối tính
2.1. Phép biến đổi Lorentz
2.1.1. Điều kiện của các công thức biến đổi.
2.1.2.Thành lập công thức
2.1.3.ý nghĩa các công thức biến đổi Lorentz
- Vận tốc ánh sáng c là giới hạn của vật chất chuyển động.
-Khi v << c thì các công thức biến đổi Lorentz trở thành công thức biến đổi Galilée.
2.2. Sự rút ngắn chiều dài trong hệ chuyển động
2.3. Sự chậm lại của thời gian trong hệ chuyển động
2.4.Định lý cộng vận tốc Einstein
2.5. Hệ toạ độ 4 chiều. Hình học 4 chiều Mincopski
2.5.1. Toạ độ 4 chiều
2.5.2. Vận tốc 4 chiều
Gọi u là vận tốc của vật chuyển động
2.5.3. Gia tốc 4 chiều
Như vậy vận tốc 4 chiều và gia tốc 4 chiều trực giao nhau.
Chương3. Động lực học tương đối tính
3.1. Khối lượng, xung lượng tương đối tính.
3.2. Xung lượng, năng lượng và khối lượng trong thuyết tương đối
Chương 4. Điện động lực học tương đối tính
4.1. Tính bất biến của điện tích- mật độ dòng 4 chiều
Ta chứng minh được công thức
4.2. Cách biểu diễn bất biến tương đối tính các phương trình cơ bản của điện từ trường.
Các công thức của thế 4 chiều có thể được viết như sau
4.3. Công thức biến đổi các vectơ điện trường và từ trường
Kết luận
-Qua tìm hiểu được sơ bộ về thuyết tương đối, tôi thấy được thuyết tương đối thực sự đã đi sâu vào Vật lý học. Nó đã tạo ra một bước ngoặt lớn đối với sự hiểu biết của loài người về không gian và thời gian.
-Thuyết tương đối đã mở rộng nhận thức của loài người về thế giới quan xung quanh, thấy được sự dịch chuyển của vật chất từ hình thức này sang hình thức khác bằng một qui luật duy nhất về sự bảo toàn năng lượng.