Министерство образования РФ Самарская государственная экономическая академия зачтено Реферат отработка семинара 4. Элементы специальной теории относительности Выполнил студент СГЭА факультета систем управления группы М.О 1 1 курса Манагаров Р.И. Проверил Мирошников Юрий Фдорович Самара 2002 В своей работе К электродинамике движущихся тел, опубликованной в 1905г Эйнштейн сформулировал более точную теорию механики быстродвижущихся тел - специальную теорию относительности.1 Специальная теория относительности СТО применима для тел, движущихся со скоростью, близкой к скорости света в вакууме vс. Основные следствия этой теории следующие. 1. Масса частицы зависит от скорости ее движения m0 - масса покоя частицы. 2. Продольная длина тел сокращается, согласно формуле l0 - cобственная длина тела при 3. Движущиеся часы идут медленнее Дt0 - собственное время, измеренное по неподвижным относительно наблюдателя часам. 4. Кинетическая энергия релятивистской частицы где - полная энергия частицы энергия покоя. 5. Закон взаимосвязи массы частицы с ее полной энергией записывается как Исходными для построения теории относительности являются два закона природы, получившие подтверждение в самых различных явлениях движения.
Эти законы были сформулированы Эйнштейном в следующем виде 1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, находящихся относительно друг друга в равномерном поступательном движении, эти изменения состояния относятся. 2. Каждый луч света движется в покоящейся системе координат с определенной скоростью, независимо от того, испускается этот луч света покоящимся или движущимся телом.
Первый закон распространяет закон эквивалентности инерциальных системзакон относительности классической механики Галилея - Ньютон на широкий класс физических явлений.
Второй закон устанавливает постоянство скорости света независимо от скорости движения источника света.1 Второй закон кажется наиболее парадоксальным. В самом деле, при изучении движения тел со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, мы убеждаемся и теоретически, и экспериментально, что скорость тела относительно неподвижной системы координат зависит от движения платформы, с которой бросание тела производится.
Так мяч, брошенный в направлении движения поезда, будет иметь по отношению к Земле большую скорость, нежели мяч, брошенный с неподвижного поезда.
Для случая прямолинейного движения результирующая скорость будет равна алгебраической сумме слагаемых скоростей.При движении платформы и тела в одну сторону результирующая скорость будет равна арифметической сумме скоростей и будет подсчитываться по формуле рез где v рез. Есть результирующая скорость тела по отношению к Земле, - скорость платформы, - скорость тела по отношению к платформе.
Из этого уравнения следует, что результирующая скорость всегда меньше скорости света. Даже в предельном случае, когда с, с, Существенные изменения претерпевают и другие понятия механики.Масса тела в задачах специальной теории относительности зависит от скорости движения тела В этой формуле - масса тела при v 0 масса покоя, m - масса тела, движущегося со скоростью v, и масса тела неограниченно возрастает, если его скорость приближается к скорости света.
Время в теории относительности не является универсальным для движущегося наблюдателя время течет медленнее, чем для неподвижного. Связь времен, показываемых покоящимися и движущимися часами, определяется формулой где - время, отсчитываемое неподвижными часами, а t - время, показываемое часами, движущимися со скоростью v относительно неподвижной системы. Для обычных задач механики величина очень мала по сравнению с единицей, и механика Ньютона дает весьма точные результаты.При скоростях, близких к скорости света, уточнения, даваемые теорией относительности, приобретают принципиальный характер и в настоящее время, например, конструирование ускорителей, определение времени жизни элементарных частиц и экспериментальное определение массы быстродвижущихся тел не могут быть произведены без учета результатов, вытекающих из специальной теории относительности.3 Литература 1. Детская энциклопедия том 3 2 А.И.Маркушевич, А.М.Кузнецова, И.В.Петрянов Вещество и энергия . 3. Сополов Е.Ф. КСЕ.