Bài giảng Điện động lực: Điện động lực và thuyết tương đối - TS. Ngô Văn Thanh

Bài giảng "Điện động lực: Điện động lực và thuyết tương đối" do TS. Ngô Văn Thanh biên soạn trình bày các nội dung: Thuyết tương đối hẹp, cơ học tương đối, điện động lực tương đối. Tham khảo nội dung bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện động lực: Điện động lực và thuyết tương đối - TS. Ngô Văn ThanhĐIỆN ĐỘNG LỰC TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 20152 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 Tài liệu tham khảo [1] David J. Griffiths (2013), Introduction to electrodynamics, Pearson Education. [2] Nguyễn Văn Thỏa (1978), Điện động lực học, NXB ĐH và THCN [3] Đào Văn Phúc (1978), Điện động lực học, NXB GD. [4] Nguyễn Hữu Mình (1983), Bài tập Vật lý lý thuyết, NXB GD [5] Nguyễn Phúc Thuần (1996), Điện động lực học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Nguyễn Hữu Chí (1998), Điện động lực học, Tủ sách trường ĐHKH Tự nhiên Tp HCM [7] Võ Tình, Giáo trình Điện động lực học, ĐHSP Huế. Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/diendongluc/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI 1. Thuyết tương đối hẹp 2. Cơ học tương đối 3. Điện động lực tương đối4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Định đề của Einstein  Xét một vòng dây đặt trên xe hàng  Xe lăn chuyển động theo đường ray  Cả hệ cơ học chuyển động xuyên qua từ trường của nam châm vĩnh cửu. Khi ta dịch chuyển vòng dây và xe hàng nằm giữa 2 cực của nam châm  sinh ra emf chuyển động trong vòng dây  Sức điện động này là do lực của từ trường tác động lên điện tích trong dây, Xét trường hợp vòng dây đứng yên trên xe và xe chuyển động  Đối với hệ quy chiếu của xe thì sẽ không có lực từ trường vì dây đứng yên.  Từ trường qua vòng dây biến thiên, sinh ra điện trường cảm ứng  Sinh ra sức điện động  Cách giải thích này là sai hoàn toàn5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Định đề:  Nguyên lý tương đối • Các định luật Vật lý áp dụng cho tất cả các hệ tham chiếu quán tính  Vận tốc ánh sáng • Vận tốc ánh sáng trong chân không là như nhau đối với mọi quan sát quán tính, bất chấp sự chuyển động của nguồn.  Xét hệ A – B – C : một Vật (trên xe) – Xe – Mặt đất • Vận tốc tương đối giữa vật và mặt đất – Quy tắc cộng vận tốc của Galileo: • Nếu A là nguồn phát ánh sáng, theo định đề của Einstein • Quy tắc cộng vận tốc của Einstein • Trong trường hợp thì • Trong trường hợp thì6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Hình học tương đối Tương đối của tính đồng thời  Hai sự kiện xảy ra đồng thời trong một hệ quán tính nhưng lại không đồng thời trong hệ quán tính khác.  Xét ví dụ : • Xe hàng chuyển động từ trái sang phải • Đèn được treo chính giữa khoang của xe • Một người quan sát đứng trên xe và một người quan sát đứng ở mặt đất  Khi đèn bật sáng : • Xét thời điểm ánh sáng đi đến hai đầu xe đồng thời không đồng thời  Hệ quy chiếu trên xe Hệ quy chiếu mặt đất7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Sự giãn nở của thời gian Khoảng thời gian để ánh sáng đi từ đèn đến được mặt sàn  Khi người quan sát ở trên xe  Khi người quan sát ở dưới đất • Quãng đường đi của ánh sáng • Suy ra khoảng thời gian • Giải phương trình ta có • Từ đó ta suy ra thời gian đo được của đồng hồ trên xe  Kết luận : Đồng hồ chuyển động chạy chậm hơn một lượng8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Sự co ngắn Lorentz Thời gian để ánh sáng đến gương và phản xạ  Xét hệ quy chiếu trên xe :  Xét hệ quy chiếu mặt đất  Giải phương trình ta thu được  Tổng thời gian  Sử dụng biểu thức • Cuối cùng ta có  Kết luận : Vật chuyển động ngắn hơn  Kích thước theo phương vuông góc với vận tốc không bị co ngắn9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Thuyết tương đối hẹp Biến đổi Lorentz Phép biến đổi Galileo  Xét hệ toạ độ dịch theo phương x với vận tốc v  Độ dịch chuyển trong hệ toạ độ S  trong hệ toạ độ  Ta có : Phép biến đổi Lorentz:10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 20 ...