Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Samenvatting

Summary Modern Physics (SPA4402) Introduction to Special Relativity Complete Fall 2024.

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
12
Geüpload op
13-10-2024
Geschreven in
2024/2025

Modern Physics (SPA4402) Introduction to Special Relativity Complete Fall 2024.

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

lOMoARcPSD|6353920




SPA4402 MODERN PHYSICS




INTRODUCTION TO SPECIAL RELATIVITY

Albert Einstein introduced his Special Theory of Relativity in 1905. To understand the
theory, we will first review the background, the theoretical and experimental developments
since Newton.
‘Special’ means ‘not general’. The theory is only about inertial frames of reference.
Remember that, for Galileo and Newton, such frames had a central importance in
mechanics and cosmology because the Principle of Relativity states that no laboratory-
based measurement could establish one rather than another as “at rest”, or “in motion”.


1st axiom: Principle of Relativity
The laws of physics are the same in every inertial frame of reference.



The Galilean Transform
Galileo and Newton were familiar with the relationships among inertial frames. If in the
frame S the coordinates of an event are (𝑥, 𝑡), then, in a frame 𝑆′ moving at relative
velocity 𝑣 in the 𝑥 -direction its coordinates are (𝑥′, 𝑡′). If we let the origins coincide at 𝑥 =
𝑥 ′ = 0, 𝑡 = 𝑡 ′ = 0 then the coordinates are related by




(Image adapted from Kane)
𝑥 ′ = 𝑥 − 𝑣𝑡
𝑡′ = 𝑡




Downloaded by youn sam ()

, lOMoARcPSD|6353920




SPA4402 MODERN PHYSICS




These equations are the Galilean transform (adding equations for 𝑦 and 𝑧 is trivial).
All of mechanics is invariant under the generalised Galilean transform. This means that the
same formulae, for example the collisions of billiard balls or for the Coriolis force, are
recovered if we substitute 𝑥 ′ for 𝑥, 𝑡 ′ for 𝑡, and then simplify. The velocity 𝑣 simply drops
out. Mechanics is the same in any inertial laboratory, whatever its velocity.


James Clerk Maxwell took the experimental findings of Ampère, Faraday, and Coulomb on
electricity and magnetism, and synthesised them into a beautiful system of four inter-linked
equations. His Treatise on Electricity and Magnetism was published in 1873. Light turned
out to be an electromagnetic wave, with a speed of:

1
𝑐= ≈ 3 × 108 m/s
√𝜀0 𝜇0


It soon became clear that Maxwell’s equations are not invariant under the Galilean
Transform. One interpretation was that there is a “stationary” rest frame, in which light has
the velocity 𝑐. This would be the “luminiferous ether”, a postulated medium for light to
‘wave’ in. However, this interpretation did not agree with experiment (stellar aberration,
the Michelson-Morley attempt to measure the speed of the Earth through the ether, etc).
Other people sought ways to retain the Principle of Relativity. Consider the more general
linear transform,
𝑥 ′ = 𝑎𝑥 + 𝑏𝑡
𝑡 ′ = 𝛼𝑥 + 𝛽𝑡


with the coefficients 𝑎, 𝑏, 𝛼 and 𝛽 being functions of 𝑣. It turns out that the simple
requirement that the back transform (𝑥 and 𝑡 expressed in terms of 𝑥 ′ and 𝑡 ′ ) restricts the
transform to the form
𝑥 ′ = 𝑎𝑥 + 𝑎𝑣𝑡


1 − 𝑎2
𝑡 = 𝑥 + 𝑎𝑡
𝑎𝑣


with the single parameter 𝑎 appearing in each of the four coefficients.


Note that the Galilean Transform is obtained by putting 𝑎 = 1.




Downloaded by youn sam ()

Geschreven voor

Instelling
Middelbare school
Studie
12th Grade
Vak
School jaar
6

Documentinformatie

Geüpload op
13 oktober 2024
Aantal pagina's
12
Geschreven in
2024/2025
Type
SAMENVATTING

Onderwerpen

€9,77
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
elam17799 Brighton College
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
19
Lid sinds
1 jaar
Aantal volgers
1
Documenten
201
Laatst verkocht
3 weken geleden
Explore thousands of course and professor reviews

Explore thousands of course and professor reviews from Canada Universities and Colleges students. Feel free to inbox me for any paper you wish to have.

4,0

2 beoordelingen

5
0
4
2
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen