V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
2008 12:13:16]
. Nebo můžeme mezony π+,
π−, vzniklé při interakcích vysokoenergetických protonů urychlovače, vyvádět svazcích a
studovat jejich interakce dobu mnohonásobně delší než jejich klidová doba života 2,6.10. Díky tomuto efektu např.10-6sec) vzniklé interakcí kosmického záření vysokých vrstvách
atmosféry stačí doletět povrchu země, kde můžeme pozorovat.
Dilatace času:
Čas pohybujícím tělese teče vzhledem času vnějšího klidového pozorovatele tím pomaleji,
čír rychleji těleso pohybuje: . Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
udávajícími vztah mezi prostorovými souřadnicemi x,y,z časem inerciální soustavě soustavě S
´ pohybující vzhledem rychlostí směru osy x.ν, danou
http://astronuklfyzika. ∆m.
Einsteinův zákon skládání rychlostí:
Pohybuje-li jedno těleso rychlostí druhé těleso vzhledem němu rychlostí stejném směru,
pak vzhledem výchozí inerciální vztažné soustavě bude výsledek složení obou rychlostí (v1+v2)/(1
+v1.√(1-v2/c2).c2/√(1-v2/c2)
a něj plynoucí poznatek ekvivalenci hmotnosti energie vyjádřený slavným Einsteinovým vztahem
E resp.v2/c2), nikoliv v1+v2, jak tomu bylo klasické mechanice.RNDr. čas měřený vnějšími klidovými hodinami, ∆τ
je vlastní čas měřený hodinami pohybujícími spolu tělesem rychlostí v.
Z uvedených kinematických efektů speciální teorie relativity pro jadernou částicovou fyziku
značný význam zejména dilatace času, díky níž částice krátkou dobou života mohou
žít mnohonásobně déle, pokud pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla.
Relativistická dynamika
Spojením relativistické kinematiky STR (Newtonovy) dynamiky pohybů těles vzniká
relativistická dynamika, jejímž základním novým zjištěním je, (setrvačná) hmotnost těles m
není konstantní, ale hmotnost závisí rychlosti tělesa podle důležitého vztahu
m mo/√(1-v2/c2) ,
kde klidová hmotnost tělesa *), kterou inerciální vztažné soustavě níž klidu. Foton energii h.
Z Lorentzových transformací plynou důležité kinematické efekty speciální teorie relativity:
Kontrakce délek:
Rozměr každého tělesa (vlastní)délky lo, které pohybuje rychlostí směru pohybu jeví
zkrácený srovnání svým klidovým rozměrem lo: lo.
Pozn.cz/JadRadFyzika. .t, y´=
y, z´= t´= (čas zde samozřejmě teče stejně rychle!).
*) Tento vztah nelze přímo použít pro částice nulovou klidovou hmotností (mo=0) pohybující rychlostí světla v=c
- takovými částicemi jsou především kvanta elektromagnetického vlnění fotony.
µ-mezony dobou života 2.10-8sec.htm (11 58) [15.
Hmotnost tělesa tedy roste rychlostí, zvláště když rychlost blíží rychlosti světla pak
hmotnost tělesa roste teoreticky nekonečnu: limv→c Ą.
Oba tyto vztahy závislosti hmotnosti rychlosti ekvivalence změn hmotnosti energie hrají
kardinální úlohu jaderné částicové fyzice, kde dochází vzájemným přeměnám energií a
částic pohybujících vysokými rychlostmi.√(1-v2/c2).
Dalším důležitým výsledkem relativistické dynamiky vztah pro celkovou energii tělesa o
klidové hmotnosti pohybující rychlostí v:
E mo.: nerelativistické fyzice vztah mezi těmito souřadnicemi dán jednoduchou Galileiho transformací x´= -V
