Karlovačka gimnazija - Fizika 
I razred
II razred
Specjalna teorija relativnosti
Galileov princip relativnosti
Niko ne može utvrditi da li se kreće ravnomerno pravolinijski ili miruje, sve dok ne uporedi svoj položaj sa nekim drugim telom. Svi zakoni fizike bez razlike važe i u sistemu koji relativno miruje kao i u sistemu koji se kreće ravnomerno pravolinijski.
Klasično sabiranje brzina
Brzina koju meri posmatrač u sistemu koji miruje, jednaka je vektorskom zbiru brzine tela koju meri posmatrač u sistemu koji se kreće i brzine samog inercijalnog sistema u odnosu na posmatrača koji miruje.
Ono što bi za posmatrača u automobilu bio vertikalni hitac, za posmatrača sa strane bio bi kosi hitac. Na vertikalnu komponentu brzine hica (jedinu koju vidi posmatrač u automobilu), posmatrač sa strane bi dodao i horizontalnu komponentu brzine, koja potiče od horizontalne brzine automobila.
Brzina svetlosti
1865. godine James Clerk Maxwell je objavio rad "Dinamička teorija elektromagnetnog polja" kojim je uspeo da objasni i poveže elektricitet, magnetizam i svetlost. Ovaj rad je predvideo pojavu radio talasa i objasnio mnoge talasne efekte, koji su ranije primećeni.  Dao je i jednačinu za izračunavanje brzine svetlosti: 
$$ c=\frac{1}{\sqrt{\mu _{0}\epsilon _{0} } } $$
μ0 i ε0 su karakteristike sredine (vakuum-a)
Ova jednačina daje rezultat C = 300.000 km/s što odgovara izmerenim vrednostima za brzinu svetlosti u vakuum-u. Međutim, nigde se ne govori u odnosu na šta je izračunata brzina svetlosti?  
Prvi mogući odgovor bio je predlog da se ustanovi postojanje apsolutne supstance koja ispunjava ceo svemir i apsolutno miruje. Ova hipotetička supstanca nazvana je "etar". U slučaju da "etar" postoji, brzina svetlosti u odnosu na "etar" bila bi uvek ista - 300.000 km/s. Ova pretpostavka je povlačila za sobom jednu katastrofalnu posledicu - brzina svetlosti, u odnosu na neko drugo telo koje se kreće kroz "etar", bi imala neku drugu vrednost, na osnovu klasičnog zakona sabiranja brzina. 
Pretpostavimo da se nalazite u unutrašnjosti broda koji mirno plovi. Svi prozori su zatvoreni i ne vidite ni jedno drugo telo van broda. Na osnovu Galileovog principa relativnosti, ne postoji ništa što bi mogli da uradite pa da sa sigurnošću utvrdite da li se brod kreće ravnomerno pravolinijski ili miruje. Pa ipak, ako se svetlost uvek kreće istom brzinom u odnosu na "etar", onda će zrak svetlosti koji uperite u smeru kretanja broda putovati sporije u odnosu na vas c-v (vi, zajedno sa brodom jurite za emitovanim zrakom svetlosti), nego zrak svetlosti koji uperite u suprotnom smeru od smera kretanja broda c+v (vi, zajedno sa brodom bežite od emitovanog zraka svetlosti), gde je v je brzina broda u odnosu na "etar". To bi značilo da pomoću jednostavnog eksperimenta u unutrašnjosti broda, ipak možete utvrditi da li se krećete ili ne. Galileov princip relativnosti to strogo zabranjuje. Da li to znači da Galileov princip relativnosti više ne važi? 
Narednih četrdesetak godina fizičari su pokušavali da dokažu postojanje "etra" i na taj način objasne rezultat Maxwell-ove jednačine za brzinu svetlosti, Iako bi to značilo napuštanje Galileovog principa relativnosti. 
Michelson - Morley ogled
Najpoznatiji ogled, koji je imao za cilj da dokaže postojanje apsolutnog prostora - "etra", izveli su Michelson i Morley. U tu svrhu su konstruisali posebnu napravu, koja je mogla da zabeleži putnu razliku između svetlosnog zraka koji  se kreće u smeru kretanja Zemlje i onog koji se kreće u pravcu normalnom na pravac kretanja Zemlje. Ako je brzina svetlosti konstantna u odnosu na "etar" tada ogledalo, koje se kreće zajedno sa Zemljom  u smeru kretanja zemlje, "beži" od svetlosnog zraka, koji je stoga prinuđen da pređe veći put nego zrak koji se kreće normalno na pravac kretanja Zemlje. Bez ozira na brojna ponavljanja ogleda i usavršavanja aparature, putne razlike nije bilo. Brzina svetlosti je bila ista u odnosu na oba ogledala. Ovo je moglo da znači samo jedno - Maxwell-ov rezultat za brzinu svetlosti se nije odnosio na "etar" kao referentni sistem - "etar" ne postoji.
Albert Ajnštajn (Albert Einstein) - teorija relativnosti
Galileov princip relativnosti nalaže da se svako kretanje određuje u odnosu na neko referentno telo. Šta koristiti kao referentno telo za brzinu svetlosti, tako da se uvek dobije rezultat c= 300.000 km/s? Ajnštajnov odgovor na ovo pitanje bio je krajnje jednostavan - ništa. Brzina svetlosti je posebna, ona je uvek ista, bez obzira u odnosu na šta se meri. Na ovaj način Ajnštajn je sačuvao i Galileov princip relativnosti i Maxwell-ovu teoriju elektrodinamike. Ali sa kakvim posledicama po dotadašnje poimanje fizike, naročito prostora i vremena?
Dilatacija vremena, kontrakcija dužine i uvećanje mase
U nekom sistemu, koji se kreće ravnomerno pravolinijski brzinom v, nalazi se jednostavan svetlosni sat. Svake sekunde sat emituje svetlosni impuls koji putuje do ogledala na udaljenosti d i vrati se nazad. Čovek stoji pored sata i sve to posmatra (slika gore). Put koji svetlost prevali, od trenutka emitovanja svetlosnog impulsa do njegovog povratka je d+d = 2d. Pošto svetlost putuje brzinom c (bez obzira na kretanje posmatrača), vreme potrebno  da se emitovani impuls vrati dato je izrazom:
$$ t_{0}=\frac{2d}{c} $$
t0 se naziva sopstveno vreme, jer ga meri posmatrač koji miruje u sistemu u kojem se nalazi sat (ovo je inače vreme koje mi svakodnevno merimo). Brzina samog sistema v  ne igra nikakvu ulogu u ovom slučaju, jer posmatrač iz sistema ne mora uopšte biti svestan da se ceo sistem kreće.
Situacija na drugoj slici prikazuje isti događaj, ali ga sada posmatra čovek van sistema u kojem je sat. U odnosu na ovog posmatrača, ceo sistem sa satom se kreće ravnomerno pravolinijski brzinom v. Slika koju ovaj posmatrač vidi je drugačija. Dok se svetlosni impuls ne vrati u tačku iz koje je i pošao, ceo sistem se pomeri od A do D. Ako se sistem kreće ravnomerno pravolinijski, put od A do B dat je izrazom:
$$AB=\frac{v\cdot t}{2} $$
Na osnovu Pitagorine teoreme sledi da je put koji svetlost pređe do ogledala:
$$AC=\sqrt{(BC)^{2}+(\frac{v\cdot t}{2} )^{2} } $$
U povratku do tačke D svetlost pređe isti put. Ako se uvede smena da je BC=d (kao u prethodnom primeru), ukupni put koji svetlost pređe od A do D dat je izrazom:
$$ACD=2\cdot \sqrt{d^{2}+(\frac{v\cdot t}{2} )^{2} } =\sqrt{4d^{2}+v^{2}t^{2} } $$
Pošto je brzina svetlosti, po Ajnštajnovoj pretpostavci uvek ista, odnosno ne zavisi od referentnog sistema, sledi da je put koji svetlost pređe od A preko C do D data izrazom: 
$$c\cdot t =\sqrt{4d^{2}+v^{2}t^{2} } \> \Rightarrow \; c^{2}\cdot t^{2} = 4d^{2}+v^{2}t^{2} $$
S obzirom da je u sistemu koji miruje ustanovljeno da je:
$$2d=c\cdot t_{0} \enspace \rightarrow \enspace 4d^{2} =c^{2}t^{2}_{0} $$
Ako to zamenimo u prethodnu jednačinu dobijamo:
$$c^{2} t^{2} -v^{2}t^{2} =c^{2}t^{2}_{0} \rightarrow t^{2} =\frac{c^{2} }{c^{2}-v^{2} } t^{2}_{0} $$
Nakon deljenja sa c2 i korenovanja dobijamo:  
$$t=\frac{t_{0} }{\sqrt{1-\frac{v^{2} }{c^{2} } } } $$
Poslednji izraz ilustruje dilataciju vremena, odnosno zavisnost merenog vremena od relativne brzine kretanja sistema čije vreme se meri, u odnosu na posmatrača koji meri vreme. Pri brzinama uporedivim sa brzinom svetlosti, protok vremena u pokretnom sistemu postaje "usporen", u odnosu na sistem koji miruje. 

- Dok astronautu u zamišljenom svemirskom brodu, koji se kreće polovinom brzine svetlosti protekne 1 sat, posmatraču koji miruje (na zemlji) protekne 1 sat i 9 minuta. 

- Pri brzini od 99% brzine svetlosti, vreme u zamišljenom svemirskom brodu teklo bi sedam puta sporije, odnosno dok bi astronaut u zamišljenom brodu ostario jednu godinu, čovek na zemlji bi ostario 7 godina.
 
Na sličan način mogu se dokazati i efekti skraćenja dužine objekta u pravcu kretanja, koji je primetan samo pri brzinama bliskim brzini svetlosti, a koji se naziva relativistička kontrakcija dužine. Ovaj efekat ukazuje na promenu karakteristika prostora pri brzinama bliskim brzini svetlosti. Osim toga, Ajnštajn je utvrdio da se približavanjem brzini svetlosti sve veći deo energije, koja se do tada trošila na povećanje kinetičke energije (brzine) troši na povećanje mase objekta. Zbog toga ni jedan objekat (čestica), koji ima masu mirovanja, ne može doseći brzinu svetlosti. Brzina svetlosti je nedostižna. Relativni odnos vremena merenog u sistemu koji miruje i sistemu koji se keće, u zavisnosti od brzine izražene kao deo brzine svetlosti, prikazan je na grafiku.
Ajnštajnova specjalna teorija relativnosti unela je revoluciju u pogled na svet u kojem živimo. Vreme i prostor, koji su do tog trenutka smatrani apsolutnim kategorijama, nepromenljivim i nezavisnim, postali su relativne veličine koje zavise od brzine. Posmatrači koji se kreću različitim brzinama različito opažaju i mere prostorne veličine i vreme. Događaji koji su za jednog posmatrača istovremeni, za nekog drugog posmatrača mogu se odigravati drugačijim redosledom. Specjalna teorija relativnosti je najžešće osporavana teorija ikada. Armija naučnika, širom sveta je izvodila eksperimente, koji su imali za zadatak da pokažu neutemeljenost Ajnštajnovih ideja, ali su svi do jednog pokazali upravo suprotno - specjalna teorija relativnosti je ispravna.