8. Relativistische Mechanik

In diesem Kapitel werden Begriffe aus der klassischen Newton’schen Mechanik wie der Impuls, die Kraft oder die Energie auf eine neue Grundlage gestellt, damit sie mit der speziellen Relativitätstheorie verträglich werden. Aus den Transformationsgesetzen für die elektromagnetischen Feldstärken werden mithilfe der Lorentzkraft-Formel Transformationsgesetze für die Kraft hergeleitet. Hieraus folgen wiederum Transformationsgesetze für den Impuls. Um die so gewonnenen Transformationsformeln transparenter darstellen zu können, werden Vierervektoren des Ortes, der Geschwindigkeit und des Impulses eingeführt, wofür auch die Eigenzeit definiert wird. Auf diese Weise ergibt sich automatisch der Zusammenhang zwischen Ruhemasse und bewegter Masse sowie Einsteins berühmte Masse-Energie-Äquivalenz. Schließlich werden auch die Viererbeschleunigung und die Viererkraft definiert, um dann die Viererkraft zu bestimmen, die ein elektromagnetisches Feld auf eine Punktladung ausübt. Am Ende des Kapitels werden die sogenannten Lorentzfaktoren eingeführt, die eine verkürzte Schreibweise zahlreicher Formeln in der speziellen Relativitätstheorie ermöglichen.