6.3. Klasiskās mehānikas lietošanas robežas

Ja daļiņas kustas ar ātrumu, kas ir salīdzināms ar gaismas ātrumu, tad jāņem vērā speciālā relativitātes teorija. Speciālā relativitātes teorija inerciālās atskaites sistēmās apraksta ķermeņu un elementārdaļiņu kustību, kurām ir liels ātrums.

Speciālās relativitātes teorijas pamatā ir divi principi.
      1. Gaismas ātrums vakuumā c ir vienāds visās inerciālajās atskaites sistēmās (c ≈ 3 · 108 m/s). 
      2. Relativitātes princips: visi procesi dabā norisinās vienādi visās inerciālajās atskaites sistēmās.

Secinājumi no speciālās relativitātes teorijas principiem.
     • Gaismas ātrums vakuumā ir vislielākais signāla izplatīšanās ātrums dabā, t.i., maksimāli iespējamais mijiedarbības pārnešanas ātrums.
     • Garums un laiks ir relatīvi.
     • Ķermeņa masa ir atkarīga no tā ātruma.

 

Jebkuram ķermenim, kuram ir masa m, atbilst enerģija E. Einšteina formula izsaka sakarību starp pilno enerģiju un pilno masu: E = mc2, kur c – gaismas ātrums vakuumā (c = 3 · 108 m/s). Katrai enerģijas izmaiņai jebkurā procesā atbilst noteikta masas izmaiņa: ΔE = Δmc2

A. Einšteins http://www.particleadventure.org/frameless/mm.html

Ievērojamas masas izmaiņas būs novērojamas, ja notiks ļoti lielas enerģijas izmaiņas. Piemēram, Saule vienā sekundē izstaro 3,8 ·  1026 J enerģijas, vienlaikus Saule zaudē 4 ·  109 kg masas. Liela enerģija izdalās kodolreakcijās un elementārdaļiņu pārvērtībās. Atbilstīgās masas izmaiņas ir samērā lielas, un tās var izmērīt.