Основы специальной теории относительности © В.Е.Фрадкин, 2004

Домашнее задание № 1

Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1
стр. 130 – Введение
§

Специальная (или частная) теория относительности (СТО)

представляет собой современную физическую теорию пространства

Создатели СТО

Специальная теория относительности была создана А. Эйнштейном (1905 г.).
Предшественниками Эйнштейна, очень

Альберт Эйнштейн (Einstein) (14.III.1879–18.IV.1955)

Физик-теоретик, один из основателей современной физики. Родился в

Хендрик Антон Лоренц (Lorentz) (18.VII.1853–4.II.1898)

Нидерландский физик-теоретик, создатель классической электронной теории. Работы

Анри Пуанкаре (Poincare) (29.IV.1854–17.VII.1912)

Французский математик и физик. Основные труды по топологии,

Принцип относительности и преобразования Галилея.

законы динамики одинаковы во всех инерциальных системах

Следствие преобразований Галилея - закон преобразования скоростей при переходе от одной

Постулаты СТО

В основе специальной теории относительности лежат два постулата (или принципа),

Принцип относительности Эйнштейна:

все законы природы инвариантны по отношению к переходу от

Принцип постоянства скорости света:

скорость света в вакууме не зависит от скорости

Принцип соответствия Н.Бора

новая теория (СТО) не отвергла старую классическую механику Ньютона,

Опыты Майкельсона и Морли

Майкельсон (Michelson) Альберт (19.XII.1852–9.V.1931).Американский физик. В 1878–82 и

Принцип опыта

Цель опыта – измерить скорость света относительно «эфирного ветра» (параллельно

Идея опыта

- Наблюдение смещения интерференционных полос.

Из коллекции www.eduspb.com

Преобразования Лоренца

Кинематические формулы преобразования координат и времени в СТО называются преобразованиями

Относительность одновременности

события, являющиеся одновременными в одной ИСО, неодновременны в другой

Относительность промежутков времени.

Моменты наступлений событий в системе K' фиксируются по одним

Относительность промежутков времени.

Из коллекции www.eduspb.com

Пример

если космонавты отправляются к звездной системе (и обратно), находящейся на расстоянии

Относительность расстояний

Измерение длины движущегося стержня

Из коллекции www.eduspb.com

Относительность расстояний

Из коллекции www.eduspb.com

Домашнее задание № 2

Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1
§ 30, 31 –

Сложение скоростей

Эти соотношения выражают релятивистский закон сложения скоростей для случая, когда

Сложение скоростей

В любом случае выполняется условие ux ≤ с.
Например, пусть

Импульс в СТО

Уравнения классической механики Ньютона оказались неинвариантными относительно преобразований Лоренца,

Масса в СТО

Масса m, входящая в выражение для импульса, есть фундаментальная

Динамика СТО

Основной закон релятивистской динамики материальной точки записывается так же, как

Энергия в СТО

Вычисление кинетической энергии приводит к следующему выражению:

Эйнштейн интерпретировал первый

Зависимость кинетической энергии от скорости

Зависимость кинетической энергии от скорости для релятивистской (a)

Связь массы и энергии

Утверждение о том, что находящаяся в покое масса

Связь массы и энергии

Закон пропорциональности массы и энергии является одним из

Связь энергии и импульса

Отсюда следует, что для покоящихся частиц (p = 0)
E = E0 = mc2.

Между

Безмассовые частицы

Т.о. частица может иметь энергию и импульс, но не иметь

Подведем итоги

Из коллекции www.eduspb.com

Задание 1

Два автомобиля движутся в противоположных направлениях со скоростями υ1 и

Задание 2

Панель дома массой 200 кг поднята на высоту 10 м.

Задание 3

Опыты по наблюдению спектра водорода, находящегося в спектральной трубке, выполнялись

Задание 4

Рассчитайте отношение времени τ в системе отсчета, движущейся со скоростью