Основы специальной теории относительности и релятивистской механики Мы установили, что в ньютоновской кинематике справедлив

Август 31, 2022

Главная
Физика
Основы специальной теории относительности и релятивистской механики Мы установили, что в ньютоновской кинематике справедлив

Содержание

2. Силы взаимодействия между материальными точками зависят от их относительных скоростей и расстояний между ними, которые не
3. Опыт показывает, что это утверждение можно распространить на все явления природы: все инерциальные системы отсчета движутся
4. Добавим к координатным осям системы отсчета ось времени, располагая эту ось перпендикулярно координатным осям. В результате
5. Мировая линия тела, движущегося равномерно и прямолинейно – прямая, а мировые линии неподвижных относительно друг друга
6. Согласно принципу относительности Эйнштейна система тоже является инерциальной, и свободные тела в ней движутся равномерно и
7. преобразования координат и времени, совместимые с принципом относительности (и изотропностью пространства) имеют вид: или , .
8. Другим постулатом, лежащим в основе специальной теории относительности, является постулат о постоянстве скорости света: скорость света
9. Из постулата о постоянстве скорости света следует, что если мировая линия короткого импульса света в системе
11. Скачать презентацию

Слайд 2

Силы взаимодействия между материальными точками зависят от их относительных скоростей и

расстояний между ними, которые не изменяются при преобразованиях Галилея. Таким образом, сила, как и ускорение инвариантна относительно преобразований Галилея и второй, а также и третий законы Ньютона имеют во всех инерциальных системах отсчета одинаковый вид. Это утверждение называется принципом относительности Галилея.

Слайд 3

Опыт показывает, что это утверждение можно распространить на все явления природы:

все инерциальные системы отсчета движутся относительно друг друга с постоянными скоростями и никакие эксперименты, проведенные в одной инерциальной системе отсчета, не дают возможности отличить ее от другой, законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Это утверждение называется принципом относительности Эйнштейна и является одним из постулатов специальной теории относительности.

Слайд 4

Добавим к координатным осям системы отсчета ось времени, располагая эту ось

перпендикулярно координатным осям. В результате получим пространственно-временную диаграмму, точки на которой называются событиями. В общем случае пространственно-временная диаграмма имеет три пространственные и одну временную ось и является четырехмерной, но в случае одномерного движения можно ограничиться только одной пространственной осью (осью х), и диаграмма оказывается двумерной. Движущееся тело изображается на пространственно-временной диаграмме линией, которая называется мировой линией тела.

Слайд 5

Мировая линия тела, движущегося равномерно и прямолинейно – прямая, а мировые

линии неподвижных относительно друг друга тел параллельны (совмещаются параллельным переносом). Преобразование координат и времени – это способ вычислить время и координаты события в одной системе отсчета по времени и координатам этого же события в другой системе и по относительной скорости систем:
.

Слайд 6

Согласно принципу относительности Эйнштейна система тоже является инерциальной, и свободные тела

в ней движутся равномерно и прямолинейно, как и в системе . Значит преобразование должно преобразовывать прямые мировые линии в прямые (а параллельные линии – в параллельные). Из математики известно, что преобразование с такими свойствами является линейным:
,

Слайд 7

преобразования координат и времени, совместимые с принципом относительности (и изотропностью пространства)

имеют вид:
или , . (1.49)
При эти преобразования переходят в преобразования Галилея, однако, на основе одного только принципа относительности мы не можем сделать никаких определенных заключений о значении величины .

Слайд 8

Другим постулатом, лежащим в основе специальной теории относительности, является постулат о

постоянстве скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости источника или приемника света и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Этот постулат А. Эйнштейн предложил как обобщение многочисленных и всегда дававших отрицательный результат опытов по определению зависимости скорости света от скоростей источника и приемника.

Слайд 9

Из постулата о постоянстве скорости света следует, что если мировая линия

короткого импульса света в системе имеет вид , то в системе ее вид , где - одинаковая в обеих системах отсчета скорость света. Такая ситуация несовместима с преобразованиями Галилея, однако для преобразований (1.49) она вполне возможна, если положить в них . Действительно, взяв в (1.49) и , получим:
, и .
Таким образом, преобразования, удовлетворяющие одновременно и принципу относительности и постулату о постоянстве скорости света имеют вид:
,