рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Постулаты специальной теории относительности.

Постулаты специальной теории относительности. - Методические Указания, раздел Философия, Физика. Физические основы механики. Динамика твердого тела   Классическая Механика Ньютона, Как Теория Движения, Долгое Вр...

 

Классическая механика Ньютона, как теория движения, долгое время находилась в полном согласии с опытом, пока не были проведены эксперименты по определению скорости света. Применение элементарного преобразования Галилея относительно движущегося приемника или источника приводит к тому, что скорость света cR = c ±u, где u – скорость приемника, который движется навстречу источнику (+) или от него (-) относительно движущегося приемника должна определяться как

Однако многочисленные попытки подтвердить это равенство оказались безуспешными. Во всех экспериментах с движущимся источником скорость света оказывалась неизменной в свободном пространстве cR = с, т.е. имела одно и то же значение во всех си­стемах отсчета, движущихся равномерно и прямолинейно относи­тельно источника света. Другими словами, скорость света оказа­лась инвариантной для, инерциальных систем отсчета.

Кроме этого, в природе не было обнаружено объектов, дви­жущихся с большей скоростью, чем скорость света. Не увенчались успехом и попытки ускорить, в частности, заряженные, частицы до скоростей, больших или равных скорости света.

В связи с этим было признано, что механика Ньютона является ограниченно справедливой, т.е. справедлива для движения больших масс и малых скоростей, где ее выводы хорошо совпада­ют с практикой. В результате возникла необходимость создания новой, более всеобъемлющей механики, которая включала бы ме­ханику Ньютона, как частный предельный случай для малых скоростей.

Такую теорию в 1906 г. предложил Эйнштейн. Она получила название специальной (частной) теорий относительности. В основу теории Эйнштейн положил два постулата:

1.

 

 

Принцип относительности, который является обобщением принципа относительности Галилея на любые физические процес­сы. Он формулируется следующим образом:

Все физические явления протекают одинаково во всех инер­циальных системах. Или другими словами: все законы природы и уравнения, их описывающие, инвариантны (не изменяются) при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.

Таким образом, никаким опытом нельзя, в принципе, выде­лить предпочтительную инерциальную систему, они все эквива­лентны.

2. Скорость света в вакууме не зависит от движения источника и одинакова во всех направлениях, т.е. скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах и является предельной.

С=3*108 м/с

Из этого постулата следует, что никакой сигнал, никакое воздействие одного тела на другое не могут распространяться со скоростью, превышающей скорость света. Это положение принципиально отличается от положенного в основу механики Ньютона положения, что взаимодействие тел распространяется мгновенно, т.е. с бесконечно большой скоростью.

 

факт постоянства скорости света требует пересмотра представлений о геометрии мира и представлений о времени.

Рассмотрим две инерциальные системы отсчета:

К с осями XYZ и началом в точке О и K’ с осями X’Y’Z’ и началом в точке O’. Времена t и t’ в обеих системах отсчитываются от момента, когда точки

O и O’ совпадали. При t = t’= 0 в начале координат происходит вспышка света. ОА = ОВ = l; O’A’ = O’B’ = l;

Рассмотрим в какой последовательности во времени световой сигнал будет достигать точек A, B, A’, B’. (Обе системы равноправны, свет в обеих системах распространяется с одинаковой скоростью во всех направлениях).

Система К. Световой сигнал достигает точек А и В через одинаковое время t = l/c. Точка A’ движется навстречу лучу света и будет поэтому освещена раньше. Точка B’ удаляется от источника света и будет освещена позже всех.

Свет достигнет точки A’ раньше всех;

Свет достигнет точек A и В одновременно;

Свет достигнет точки В’ позже всех.

Система К’.

Свет достигнет точки B раньше всех;

Свет достигнет точек A’ и В’ одновременно;

Свет достигнет точки A позже всех.

Таким образом, в специальной теории относительности в от­личие от механики Ньютона при переходе от одной системы коор­динат к другой преобразования координат и времени должны быть такими, чтобы (в отличие от преобразований Галилея) значение скорости света было независимо от движения источника.

Такая форма преобразования координат и времени получила название преобразований Лоренца.

x’ = ; x =

y’ = y; y = y’

z’ = z; z = z’

t’ = ; t = ;

 

Лоренц был уверен в том, что время во всех системах отсчета должно течь одинаково. Поэтому преобразования времени он счел фиктивными, а следовательно и все остальные преобразования лишенными физического смысла. Лишь Эйнштейн сумел понять, что речь идет об истинных временах инерциальных систем S и S’. Величина t есть реальное время системы отсчета S, t’ –столь же реальное время системы отсчета S’.

Из преобразований Лоренца следует, что как расстояние, так и промежуток времени между двумя событиями меняется при переходе от одной системы отсчета к другой. В закон преобразования координат входит время, в закон преобразования времени- координаты. Устанавливается взаимосвязь пространства и времени.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Физика. Физические основы механики. Динамика твердого тела

Литература по лекциям методические указания по решеню задач..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Постулаты специальной теории относительности.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет, задачи и методы физики
  Мир есть закономерное движение материи, совершающееся в пространстве и времени. Каждая наука занимается изучением определенных форм движения материи.  

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Механика– часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение– это изменение с теч

Скорость.
Скорость- является векторной величиной, которая определяет как быстроту движения, так и его направление в данный момент времени. Средняя скоростьэто скорость те

Ускорение
  Ускорение- это физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости.   Средним ускорением

Угловая скорость и угловое ускорение.
Любое движение твердого тела можно представить как комбинацию поступательного и вращательного движений. Поступательное движение– это движение, при котором любая прямая, жестк

Основы динамики.
Сила – это векторная физическая величина, характеризующая взаимодействие тел. Взаимодействия

Законы Ньютона.
Первый закон Ньютона: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны дру

Сухое трение
Различают три вида сухого трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения. Трение покоя.

Закон всемирного тяготения
 

Силы упругости
При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества.

Закон сохранения импульса
Совокупность взаимодействующих между собой тел образует механическую систему. Если движение таково, что размеры и формы отдельных тел, образующих систему, не играют роли, то

Центр масс. Движение центра масс механической системы.
Центром масссистемы материальных точек с координатами х1 и х2 называется точка хс делящая расстояние между ними на части обратно пропорциональные их м

Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.
  Одну из этих систем (К) будем условно считать неподвижной. Другая же система (К') пусть движется равномерно и прямолинейно со скоростью

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
Системы отсчета, движущиеся ускоренно относительно одной из инерциальных систем отсчета, называются неинерциальными. Рассмотрим две системы отсчета, движущиеся друг относительно дру

Работа и энергия
Энергия- универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. В механике различают два вида энергии : энергию определяемую скоростями тел - кинетическую энергиюи энергию, кото

Работа силы и кинетическая энергия.
  Работа, совершаемая в стационарном поле при перемещении тела из некоторой точки М1 в точку М2 равна

Потенциальная энергия
Потенциальная энергия- механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Если работа, совершаемая действующими сил

Закон сохранения механической энергии.
  Рассмотрим систему материальных точек массами m1, m2,… mn, движущихся со скоростями u1, u2 ...u

Уравнение движения вращающегося тела

Вычисление момента инерции некоторых тел
J = ;

Работа внешних сил при вращении твердого тела.
Рассмотрим теперь вращение тела с энергетической точки зрения. Допустим, что в некоторой точке тела приложена сила (в плоскости, перпендикулярной оси вращения), направление кото­рой совпадает с век

Давление в жидкости и газе.
  Молекулы газа, совершая беспорядочное, хаотическое дви­жение, не связаны или слабо связаны силами взаимодействия, поэтому они движутся свободно и в результате соударений стре­мятся

Стационарное течение жидкости. Уравнение неразрывности
Движение жидкостей называетсятечением, а совокупность частиц движущейся жидкости —потоком. Абсолютно несжимаемая и абсолютно н

Уравнение Бернулли
При протекании некоторой массы жидкости Dm, будет совершаться механическая работа, т.к. на эту

Следствия из уравнения Бернулли
Трубка Вентури

Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей
Вязкость (внутреннее трение) — это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещ

Метод Стокса.
Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. Сила тяжести Р =

Метод Пуазейля.
Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Рассмотрим капилляр радиусом R

Релятивистская кинематика
  1. Из преобразований Лоренца видно, что относительные скорости имеют верхнюю границу u< с, при u> с

Релятивистский закон сложения скоростей.
В системе S’ точка движется с относительной скоростью . Система S’ движется относительно

Основной закон релятивистской механики.
Эйнштейн показал, что форма записи второго закона Ньютона сохраняется, если

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги