 |
|
Специальная теория относительности
Принцип относительности Галилея
При́нцип относи́тельности - все физические процессы для законов классической механики, протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
принцип относительности Эйнштейна
При́нцип относи́тельности —все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.
Принцип относительности (первый постулат Эйнштейна): законы природы инвариантны относительно смены системы отсчёта
Инвариантность скорости света (второй постулат Эйнштейна)
Скорость света является постоянной во всех инерциальных системах отсчета, не зависит от движения источника света или наблюдателя и является предельной скоростью распространения какого-либо сигнала (300.000 км/с).
Основные релятивистские эффекты (следствия из постулатов Эйнштейна):
1. Сокращение длины (относительность расстояний (релятивистское сокращение длин))
В движущихся системах происходит изменение длины тела вдоль направления движения. Космический корабль проносится с большой скоростью мимо наблюдателя, и наблюдателю длина корабля покажется короче действительной величины. Если бы корабль мог двигаться со скоростью света, то его наблюдаемая длина была бы равна нулю.
Классические представления об абсолютном пространстве оказались несостоятельными: в зависимости от скорости меняется размер тела.
2. Замедление времени (относительность промежутков времени (релятивистское замедление времени))
В быстродвижущемся космическом корабле время течет медленнее, чем в лаборатории неподвижного наблюдателя в 
раз,
где n - скорость движения космического корабля; c - скорость света.
Эффект замедления времени на борту ракеты касается буквально всего, включая процессы и даже биологические ритмы экипажа (так называемый парадокс близнецов).
Эффект замедления времени подтвержден многими экспериментами с космическими лучами.
Таким образом, время потеряло свой абсолютный характер, не зависящий от системы отсчета.
3. Увеличение массы
Масса движущегося тела (m) оказывается больше массы покоя (m0) того же тела, относительно неподвижного наблюдения.
m = 
.
Чем ближе скорость тела к скорости света, тем больше его масса. Если бы тело могло двигаться со скоростью, примерно равной скорости света, то его масса выросла бы до бесконечности. Из этого следует, что никакое тело с массой нельзя разогнать до скорости света, т.к. для этого потребовалась бы бесконечная энергия.
4. инвариантность пространственно-временного интервала между событиями
5. инвариантность причинно-следственных связей
6. единство пространства-времени. В 1908 г. немецкий физик и математик Герман Минковский углубил понимание неразрывности пространства и времени, показав, что в своем единстве они абсолютны, независимы от системы отсчета. Он ввел понятие четырехмерного мира, в котором три измерения пространственные, а четвертое измерение - время. Каждое мгновенное событие характеризуется четырьмя числами: x, y, z - где; и t - когда.
То есть наша Вселенная, по-видимому, четырехмерна. Пространство и время нельзя рассматривать как независимые физические сущности. Они образуют некий сплав - четырехмерное пространство-время,
7. эквивалентность массы и энергии
E = m.c2,
Соответствие СТО и классической механики: их предсказания совпадают при малых скоростях движения (гораздо меньше скорости света)
Абсолютный характер пространства и времени отвергается…
стилистической физикой
принципом относительности Галилея
*специальной теорией относительности
теорией электромагнитного поля
В специальной теории относительности установлено, что пространство и время…
представляют собой двухмерную систему
не зависят друг от друга, существуя каждое само по себе
абсолютны
*существуют как единая четырёхмерная структура
Специальной теорией относительности отвергается утверждение о том, что …
пространство и время имеют относительный характер
все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета
*пространство и время имеют абсолютный характер во всех инерциальных системах отсчета
скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета
Второй постулат специальной теории относительности гласит, что
*скорость света одинакова во всех системах отсчета
скорость света зависит от скорости движения источника излучения света
скорость света зависит от скорости движения системы отсчета
скорость света не одинакова в разных системах отсчета
Длина движущегося предмета для неподвижного наблюдателя…
сокращается в направлении перпендикулярном движении
*сокращается в направлении движения
увеличивается в направлении движения
увеличивается в направлении перпендикулярном движению
К физическим истинам, возведенным А. Эйнштейном в ранг постулатов специальной теории относительности, относят следующие истины: (укажите все правильные ответы)
Параллельные прямые в пространстве и времени никогда не пересекаются
Корпускулярно-волновой дуализм является природным свойством материи
*Свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью, не зависящей от состояния движения излучающего тела
*Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к какой из двух систем отсчета, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга, отнесены эти изменения состояния
Первый постулат специальной теории относительности гласит, что ...
*Все законы природы инвариантны во всех инерциальных систем отчета
Все законы природы инвариантны в неинерциальных системах отсчета
Все законы природы не инвариантны в инерциальных системах отсчета
Только законы механики инвариантны в инерциальных системах отсчета
Понятие инвариантности скорости света означает: (укажите все правильные ответы)
*неизменность скорости света при переходе из одной среды в другую.
Равенство скоростей реальных и виртуальных фотонов.
Одинаковые значения скорости для красного и голубого цвета при прохождении света через стеклянную призму.
*Постоянство значения скорости и ее независимости от относительного движения источника и приемника света.
Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источников и приемников света. Это постулирует…
Принцип относительности
Принцип дополнительности
*Принцип инвариантности скорости света
Классическая механика
Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчёта и является мировой постоянной. Это постулирует…
Классическая механика
*Принцип инвариантности скорости света
Принцип относительности
Принцип дополнительности
Согласно представлениям специальной теории относительности, мы живем в…
Пространстве, которое имеет десять измерений
Трехмерном пространстве, к которому добавляется понятие времени
Пятимерном пространстве-времени
*Четырехмерном пространстве-времени, где координаты неразрывно связаны друг с другом
Специальный принцип относительности применим к…
системам отсчета, движущимся с ускорением
*механическому перемещению тел
*электрическим явлениям
телам, находящимся в поле гравитации
Согласно специальной теории относительности, эквивалентность массы и энергии означает, что…
*приобретая энергию, тело одновременно приобретает и массу
приобретая энергию, тело одновременно теряет и массу
*всякий процесс, идущий с выделением энергии, связан с потерей массы
всякий процесс, идущий с выделением энергии, связан с нарастанием массы
Согласно второму постулату специальной теории относительности…
скорость света во всех системах отсчета подчиняется классическому закону сложения скоростей
*каждый луч света движется с постоянной скоростью независимо от того, испускается этот луч покоящимся или движущимся телом
*движение света принципиально отличается от движения всех других тел: скорость света абсолютна, говоря о ней, не надо указывать систему отсчета
движение света не отличается от движения других тел: говоря о скорости света, всегда надо указывать систему отсчета
Принцип относительности А. Эйнштейна (первый постулат) гласит, что…
*в любой инерциальной системе отсчета все законы физики описываются одинаковым образом
во всех НЕинерциальных системах отсчета законы классической механики остаются неизменными
в любой НЕинерциальной системе отсчета все законы природы имеют одинаковую математическую форму
*законы природы инвариантны относительно смены инерциальных систем отсчета
Согласно принципу относительности Галилея, при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой могут изменяться такие величины как…
*импульс
*координата
темп времени
длина объекта
При разработки специальной теории относительности Эйнштейн отказался от
*ньютоновских представлений об абсолютном пространстве и времени
понятие массы
понятия инерциальной системы отсчета
*определения движения тел относительно абсолютного пространства
Инерциальными называются системы отсчета, относительно которых материальная точка без внешних воздействий
движется с ускорением
*движется равномерно и прямолинейно
*покоится
движется по окружности
Согласно второму постулату специальной теории относительности Эйнштейна,…
*скорость света в вакууме одинакова по отношению к любой инерциальной системе отсчета
воспринимаемая скорость света связана с системой отсчета
*скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и наблюдателя
свет – это корпускулы, распространяющиеся пространстве с огромной скоростью
Относительными величинами в специальной теории относительности являются…
*длина
пространственно-временной интервал между событиями
скорость света
*время
Принцип относительности А.Эйнштейна (первый постулат) гласит, что…
в любой инерциальной системе отсчета все законы физики описываются одинаковым образом
*законы природы инварианты относительно смены инерциальных систем отсчета
во всех инерциальных системах отсчета законы классической механики остаются неизменными
в любой инерциальной системе отсчета все законы природы имеют одинаковую математическую форму
Согласно специальной теории относительности, в системе координат, движущейся со скоростью близкой к скорости света, имеют место…
независимость массы и энергии друг от друга
*сокращение линейных размеров тел в направлении движения
*замедление времени
постоянство расстояний
Поезд движется мимо станции. В вагоне поезда находится человек, который включает фонарик. Согласно второму постулату специальной теории относительности, скорость луча света от фонаря будет равна…
*скорости света, если луч направлен в ту же сторону, в которую движется поезд
* скорости света, если луч направлен в противоположную движению поезда сторону
разности скоростей света и поезда, если луч направлен в противоположную движению поезда сторону
сумме скоростей света и поезда, если луч направлен в ту же сторону, в которую движется поезд
Согласно принципу относительности Галилея…
при помощи механических опытов внутри системы невозможно почувствовать, находимся ли мы в состоянии покоя или в состоянии движения
*путешественник в закрытой каюте спокойно плывущего корабля не замечает никаких признаков движения
все системы отсчета- инерциальные и неинерциальные- физически эквивалентны
*при помощи любых физических опытов невозможно почувствовать, находимся ли мы в состоянии покоя или в состоянии равномерного прямолинейного движения
Специальный принцип относительности применим к описанию…
*неинерциальных систем отсчёта
систем отсчёта, движущихся с ускорением
оптических явлений
тел, находящихся, в поле гравитации
Согласно первому постулату специальной теории относительности…
только механические опыты внутри закрытого купе не позволяют определить, движется поезд равномерно прямолинейно или покоится
физические процессы будут идти по-разному в купе поезда при его равномерном прямолинейном движении в зависимости от скорости
никакими физическими опытами внутри закрытого купе невозможно установить, движется поезд ускоренного по горизонтали или равномерно под уклон
*физические процессы будут идти одинаково в купе поезда при его равномерном прямолинейном движении с любой скоростью
Поезд движется мимо станции. В вагоне по направлению движения поезда идёт человек, который включает фонарик. Согласно второму постулату специальной теории относительности, скорость луча света от фонаря будет равна…
скорости света за вычетом скорости поезда, если луч направлен в противоположную движению поезда сторону
*скорости света при любом направлении луча и при любой скорости поезда
сумме скоростей света, поезда и человека, если луч направлен в ту же сторону, в которую движется поезд
сумме скоростей света, поезда и человека при любом направлении луча
| Общая теория относительности |
Общая теория относительности (ОТО): распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета
Принцип эквивалентности: ускоренное движение неотличимо никакими измерениями от покоя в гравитационном поле
Взаимосвязь материи и пространства-времени: материальные тела изменяют геометрию пространства-времени, которая определяет характер движения материальных тел
Соответствие ОТО и классической механики: их предсказания совпадают в слабых гравитационных полях
Эмпирические доказательства ОТО:
- отклонение световых лучей вблизи Солнца
- замедление времени в гравитационном поле
- смещение перигелиев планетных орбит
Пространство в понимании общей теории относительности – это …..
*Атрибут материи, обусловленный связями и взаимосвязями расположенных в нём тел.
Свойство человеческого сознания упорядочивать предметы, определять место одного рядом с другим
Вечная категория сознания, врождённая форма чувственного созерцания
Пустота, в которой находятся различные тела
Эмпирическими подтверждениями общей теории относительности явились… (укажите все правильные ответы)
изменения частоты света при удалении источника света от наблюдателя
*отклонение луча света звезды, при нахождении его в непосредственной близости от поверхности Солнца
*аномальное смещение перигелия Меркурия
открытие микроволнового реликтового излучения
Следствием общей теории относительности являются…
*замедление времени в гравитационном поле
нарушение причинно-следственной связи в искривленном пространстве-времени
ускорение времени в гравитационном поле
увеличение частоты электромагнитных волн в гравитационном поле
Принцип эквивалентности в общей теории относительности означает, что …
масса инертная и масса гравитационная равны между собой
*невозможно отличить движение тел под действием силы тяжести от движения под действием сил инерции
работа в поле сил тяготения эквивалентна работе электростатических сил
классическая механика полностью эквивалентна теории относительности
Закон всемирного тяготения Ньютона…
*является предельным случаем уравнений общей теории относительности для слабых полей тяготения
и общая теория относительности описывают совершенно разный круг явлений
является предельным случаем уравнений общей теории относительности для сильных полей тяготения
соотносится с общей теорией относительности по принципу дополнительности
Среди приведенных утверждений укажите то, которое относится к выводам общей теории относительности.
Физическое пространство и физическое время существуют независимо от тяготения.
Материальные тела сохраняют геометрические свойства пространства неизменными.
*Лучи света, проходящие вблизи массивных тел, должны отклоняться от первоначального направления распространения.
Электромагнитная волна в поле тяготения сохраняет свою частоту постоянной.
Эмпирическим доказательством общей теории относительности является (-ются)…
*замедление времени в гравитационном поле
эллиптические орбиты планет Солнечной системы
реликтовое излучение
красное смещение в спектрах галактик
Одни и те же часы на Луне идут быстрее, чем на Земле, поскольку гравитационное поле Луны в 6 раз слабее земного, это является подтверждением...
специальной теории относительности
релятивистской механики
законов динамики
*общей теории относительности
Малое аномальное перемещение перигелия Меркурия было объяснено…
законом всемирного тяготения
специальной теорией относительности
релятивистской механикой
*общей теорией относительности
Выберите верные положения, отражающие взаимоотношения общей теории относительности и классической механики.
*предсказания общей теории относительности и классической механики совпадают только в слабых гравитационных полях
закон всемирного тяготения Ньютона соотносится с общей теорией относительности по принципу дополнительности
закон всемирного тяготения Ньютона с общей теорией относительности по принципу относительности
предсказания общей теории относительности и классической механики совпадают только в сильных гравитационных полях
Согласно общей теории относительности…
*вблизи гравитирующих масс меняются свойства и пространства, и времени
вблизи гравитирующих масс меняются свойства только времени, а пространство остается неизменным
часы, помещенные в поле тяжести, должны идти несколько быстрее, чем вдали от гравитирующего тела
вблизи гравитирующих масс меняются свойства только пространства, а время остается неизменным
Эмпирическим доказательством общей теории относительности является (-ются)…
эллиптические планетные орбиты
инвариантность скорости света
*отклонение световых лучей вблизи Солнца
космологическое «красное смещение»
Пространство в понимании общей теории относительности это -…
свойство человеческого сознания упорядочивать предметы, определять место одного рядом с другим
вечная категория сознания, врожденная форма чувственного созерцания
пустота, в которой находятся различные тела
*атрибут материи, обусловленный связями и взаимосвязями расположенных в нем тел
Уникальность общей теории относительности заключается в том, что…
в ней впервые сформулирован принцип относительности
она привела к открытию релятивистских эффектов
в ней впервые утверждена абсолютность скорости света
*в ней воплощен идеал геометризации физического взаимодействия
В семидесятые годы XX-го века на основе опытов было показано, что гравитация изменяет ход времени. Это является подтверждением…
релятивисткой механики
специальной теорией относительности
закона всемирного тяготения
*общей теорией относительности
Наблюдение искривления световых лучей вблизи Солнца во время солнечного затмения явилось подтверждением…
закона всемирного тяготения
*общей теорией относительности
релятивисткой механики
г) специальной теорией относительности
Если ракета лишена иллюминаторов, то наблюдатель никогда не сможет отличить ускорение, обусловленного силой тяжести, от ускорения, создаваемого двигателем ракеты. Это постулирует … .
принцип относительности Галилея
постулат инвариантности скорости света
*принцип эквивалентности
принцип дополнительности
Из общей теории относительности следует, что…
*материальные тела изменяют геометрию пространства-времени
свет всегда имеет постоянную скорость и прямолинейную траекторию
в неинерциальных системах отсчета физические законы претерпевают изменения
пространство и время образуют континуум
Изменение частоты электромагнитной волны в поле тяготения экспериментально доказывает справедливость …
специальной теории относительности
квантовой механики
классической механики
*общей теории относительности
Применение общей теории относительности для Вселенной в целом привело к выводу, что Вселенная…
имеет спиральную структуру
*нестационарна
стационарна
пульсирует
В общей теории относительности…
*принцип относительности распространяется на неинерциальные системы отсчёта
рассматривается связь только между пространством и временем
изучается связь только между пространством и временем
* рассматривается связь между пространством, временем и материей
Согласно концепции пространства и времени Эйнштейна…
*каждый индивидуум имеет свой собственный масштаб времени, зависящий от того, где этот индивидуум находится и как он движется
относительное пространство есть ограниченная подвижная часть абсолютного пространства, которая определяется нашими чувствами
возможен универсальный мировой эталон длины для всех тел Вселенной, как бы они ни двигались относительно друг друга
*пространство и время не только влияют на всё, что происходит во Вселенной, но и сами изменяются под влиянием всего в ней происходящего
Принцип эквивалентности в общей теории относительности означает, что…
работа в поле сил тяготения эквивалентна работе электростатических сил
выводы классической механики и теории относительности полностью эквивалентны
*невозможно отличить ускоренное движение от покоя в гравитационном поле
*масса инертная и масса гравитационная равны между собой