Здавалка
Главная | Обратная связь

Тема: Основи спеціальної теорії відносності



Експериментальні основи спеціальної теорії відносності. Постулати Ейнштейна. Відносність одночасності подій. Відносність понять довжини і проміжку часу. Додавання швидкостей за Ейнштейном . Залежність маси від швидкості. Закон взаємозв'язку маси й енергії. Маса, імпульс і енергія фотонів..

Основні положення та означення.

1. До середини XIX ст. швидкість світла була виміряна вже досить точно. Її значення у вакуумі складає 3·108м/с. Експериментальні дослідження показали, що швидкість руху світла в різних інерціальних системах відліку однакова, що суперечило основним законам механіки Н’ютона. Виникла необхідність у створенні нових законів механіки тіл, що рухаються із над великими швидкостями. Цю задачу в 1905 році розв’язав Ейнштейн, сформулювавши основи нової механіки, яку назвали спеціальною теорією відносності. В основі даної теорії лежать два постулати

· 1). В усіх інерціальних системах відліку всі фізичні явища (механічні, електричні, магнітні, оптичні) при одних і тих же умовах протікають однаково .

· 2). Швидкість світла у вакуумі однакова в усіх інерціальних системах відліку і не залежить від руху джерела і приймача світла .

2. Виходячи з цих положень Ейнштейн показав, що зв’язок між координатами і часом у двох інерціональних системах відліку ( і ) визначється перетвореннями Лоренца. У випадку, коли координатні осі і систем відліку і співпадають, перетворення Лоренца мають вигляд: ; ; ; ,

де ( – відносна швидкість систем відліку; швидкість світла у вакуумі).

Дані вирази вказують на те, що не тільки координата залежить від часу, але й час залежить від координати, тобто між простором і часом є взаємозв’язок. Координата і час залежать також від швидкості системи відліку, тобто властивості простору і часу залежать від характеру руху матеріальних об’єктів – простір і час є якостями існування матерії.

 

3. Відносність довжини. Довжина , виміряна в системі, відносно якої він рухається, є меншою від довжини, виміряної в системі, відносно якої стрижень знаходиться у стані спокою. Лінійні розміри в системі відліку, відносно якої він не рухається, є найбільшими. Ця система називається власною, а розміри – власними.

(Зауважимо, що твердження про скорочення лінійних розмірів тіл у напрямі руху не означає якогось фізичного процесу в стрижні, подібного деформації.)

4.Відносність проміжку часу. Проміжок часу між двома подіями в різних інерціальних системах відліку різний; проміжок часу відносний. Він найменший у власній системі відліку. Цей найменший проміжок часу називається власним часом.

(Формула знайшла своє експериментальне підтвердження. В космічних променях є такі елементарні частинки як – мезони. Ці частинки нестабільні – вони перетворюються на інші елементарні частинки. Час життя – мезонів, коли вони знаходяться у стані спокою, складає с. За такий час, навіть рухаючись зі швидкістю світла, – мезони могли би пролетіти шлях 600м. В той же час дослідження показують, що мезони утворюються на висоті 20-30км. і встигають долетіти до Землі. Пояснюється це тим, що час с. це власний час життя мезонів, тобто час виміряний по годиннику, який рухається разом з частинкою. Час виміряний по годиннику в системі відліку, зв’язаною із Землею більший і частинка встигає пролетіти більшу відстань.)







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.