Специальная теория относительности

Узнайте, как разные наблюдатели измеряют одно и то же событие: преобразование Галилея, правило сложения скоростей и пространственно-временные диаграммы.

Узнайте, что свет распространяется с конечной скоростью, и как Оле Рёмер впервые оценил скорость света, наблюдая орбитальный период спутника Юпитера Ио.

Узнайте, как Майкельсон и Морли пытались измерить скорость Земли относительно светоносного эфира — и почему нулевой результат их опыта потряс физику.

Сформулируйте два постулата Эйнштейна и откройте относительность одновременности через первый релятивистский расчёт с лазертагом Алиссы, Бев и Кратера.

Выведите преобразование Лоренца — набор уравнений, связывающих координаты события в двух инерциальных системах отсчёта — из однородности пространства, изотропности и постулатов Эйнштейна.

Выведите замедление времени и сокращение длины из преобразования Лоренца и разрешите парадокс интерферометра Майкельсона–Морли.

Примените сокращение длины, замедление времени и относительность одновременности к сюжету лазертага, а затем откройте релятивистское сложение скоростей.

Узнайте, как замедление времени объясняет, почему мюоны космических лучей долетают до поверхности Земли, и откройте геометрический смысл собственного времени.

Разберитесь, когда порядок событий абсолютен, а когда зависит от наблюдателя — через пространственно-временной интервал, световой конус и причинность.

Разрешите знаменитый парадокс близнецов с помощью инвариантности собственного времени — без единого преобразования Лоренца.

Преобразование Лоренца как поворот: инвариантность собственного времени, гиперболический угол (быстрота) и матрица поворота в пространстве Минковского.

Разрешите этот пространственно-временной парадокс и спасите звездолёт от неминуемой гибели: сокращение длины, векторы событий и относительность одновременности.

Разберитесь, почему видимая скорость движущегося объекта иногда кажется больше скорости света — на примере близнецов-шимпанзе и джетов радиогалактик.

Узнайте, почему фотография быстро летящей сферы не показывает её сокращённой: поворот Террелла и удивительный факт, что видимая ширина сферы равна 2R при любой скорости.

Расширьте положение и скорость до четырёхвекторов и выведите формулу релятивистского сложения скоростей через четырёхскорость.

Постройте четырёхимпульс из четырёхскорости, выведите сохранение релятивистского импульса и энергии и придите к $E=mc^2$ на примере синтеза дейтерия.

Выведите соотношение энергии и импульса через лоренц-инвариант четырёхимпульса и вычислите энергетический порог рождения пиона в системе центра импульса.

Изучите четырёхимпульс фотона ($E_\gamma=\hbar\omega$), примените сохранение четырёхимпульса и лоренц-инварианты к распаду $\pi^0\to\gamma+\gamma$ и откройте релятивистское прожекторное излучение.