Під час вивчення явищ, у яких тіла рухаються із швидкістю, яка наближається до швидкості поширення світла, було встановлено, що закони класичної механіки для цих явищ не справджуються. Тому для тіл, які рухаються із швидкостями, близькими до швидкості світла у вакуумі, закони класичної механіки мають бути змінені іншими, загальнішими, які враховують особливості такого руху, тобто законами релятивістської механіки. В основі цих законів лежать нові уявлення про простір і час. Перегляд уявлень про властивості простору і часу привело до створення на початку ХХ ст. спеціальної теорії відносності. В основі теорії відносності лежать положення, які формулюють у вигляді двох постулатів: принципу відносності і принципу сталості швидкості світла.

Ці постулати в 1905 році вперше сформулював відомий фізик А.Ейнштейн:

1) У будь-якій інерціальній системі будь-які фізичні явища протікають однаково, тобто в усіх інерціальних системах відліку фізичні закони мають однакову форму. Ніякими вимірюваннями, проведеними в інерціальній системі відліку, неможливо виявити рух цієї системи.

2) Швидкість світла у вакуумі є величина стала і однакова в усіх в інерціальних системах відліку, вона не залежить від швидкості руху джерела світла і спостерігача.

Наслідки постулатів теорії відносності:

1) Відносність одночасності: дві просторово розділені події одночасно в одній інерціальній системі відліку, можуть не бути одночасними в іншій інерціальній системі відліку. При переході з однієї інерціальної системи відліку в іншу може змінюватися послідовність подій у часі, проте послідовність причин зв’язаних подій залишається незмінною в усіх системах відліку. Наслідок настає завжди після причини.

2) Швидкість світла у вакуумі є максимально можливою швидкістю передачі взаємодії:

С=299792458м/м або

С ? 310⁸м/с

3) Відносність відстаней: відстань між двома будь-якими точками простору – не абсолютна величина, вона залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку.

,

де

- довжина нерухомого предмета, l- довжина рухомого предмета.

– швидкість руху предмета в даній системі відліку.

Отже, довжина l рухомого предмета скорочується в напрямі руху.

Розміри предметів у напрямі, перпендикулярному до напряму руху, не змінюються.

4) Відносність проміжків часу: тривалість самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова.

інтервал часу в нерухомій системі;

, що рухається з швидкістю .

Тривалість події, що відбувається в деякій точці простору, найменша в інерціальній системі, відносно якої дана точка нерухома.

5) Релятивістський закон додавання швидкостей:

- швидкість тіла в одній системі відліку,

-,

- швидкість руху цих систем відліку одна відносно одної.

Якщо і , отримаємо класичний закон додавання швидкостей:

Які б не були великими швидкостями і , результуюча швидкість не перевищує швидкості світла с.

6) Релятивістський зв?язок між масою і енергією: в релятивістській динаміці маса тіла m залежить від швидкості його руху:

- маса того ж самого тіла, яке рухається з швидкістю .

Маса тіла, що рухається, більша за масу нерухомого тіла. Тоді імпульс рухомого тіла:

Енергія тіла Е прямо пропорційна релятивістській масі цього тіла:

- власна енергія або енергія спокою.

При збільшенні енергії будь-якої нерухомої системи на її маса також зростає на: