Специальная теория относительности

Содержание

Слайд 2

Принцип относительности Галилея. Все инерциальные системы отсчета(ИСО) эквивалентны друг другу. Никакими

Принцип относительности Галилея.

Все инерциальные системы отсчета(ИСО) эквивалентны друг другу. Никакими механическими

опытами, проведенными в данной ИСО, нельзя определить, движется система или нет.
Во всех ИСО свойства пространства и времени одинаковы.

Преобразования Галилея.
Инвариантность законов механики к преобразованиям Галилея

Оси K и K’ сонаправлены.

Слайд 3

Преобразования Галилея Преобразования для скоростей Правило сложения скоростей

Преобразования Галилея

Преобразования для скоростей

Правило сложения скоростей

Слайд 4

Преобразования Галилея Преобразования для ускорения Инертная масса Ускорение одинаково во всех

Преобразования Галилея

Преобразования для ускорения

Инертная масса

Ускорение одинаково во всех ИСО.

Масса, сила и

время одинаковы во всех ИСО.

Второй и третий законы Ньютона имеют одинаковый вид во всех ИСО.

Второй и третий законы Ньютона инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея.

Законы классической механики инвариантны относительно преобразований Галилея.

Слайд 5

Гипотеза «светоносного (мирового) эфира» Световые волны распространяются в мировом эфире со

Гипотеза «светоносного (мирового) эфира»

Световые волны распространяются в мировом эфире со

скоростью с, независимо от скорости движения источника света (как звуковые волны в воздухе).

Именно так увеличивается наблюдаемая скорость звука при движении в сторону источника звука. Наблюдатель, движущийся сквозь неподвижный воздух ощущает ветер.

Движение сквозь неподвижный эфир – «эфирный ветер».

Мировой эфир – абсолютная ИСО!!

Если так, измеряя скорость света в данной ИСО (на Земле) можно найти её скорость, т.е. установить факт её движения.

Не противоречит относительности принципу Галилея: измерение скорости света - не механический опыт.

Слайд 6

Идея опыта Майкельсона и Морли. Неподвижного мирового эфира нет!

Идея опыта Майкельсона и Морли.

Неподвижного мирового эфира нет!

Слайд 7

Трудности классической физики 1. Отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли. 2. Неинвариантность уравнений Максвелла к преобразованиям Галилея

Трудности классической физики

1. Отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли.

2. Неинвариантность уравнений Максвелла к

преобразованиям Галилея
Слайд 8

Слайд 9

Преобразования Лоренца Преобразования Галилея ?? Постулатам Эйнштейна удовлетворяют преобразования Лоренца По

Преобразования Лоренца

Преобразования Галилея

??

Постулатам Эйнштейна удовлетворяют преобразования Лоренца

По отношению к преобразованиям Галилея

уравнения классической механики инвариантны, а уравнения Максвелла – нет.

По отношению к преобразованиям Лоренца

уравнения классической механики не инвариантны и в общем случае неверны.

уравнения Максвелла инвариантны, в частности, скорость света с=const во всех ИСО,

Однако

Слайд 10

Преобразования Галилея для времени Преобразования Лоренца для времени Если события одновременны

Преобразования Галилея для времени

Преобразования Лоренца для времени

Если события одновременны в одной

ИСО, они одновременны и в любой другой ИСО

В разных ИСО длительность данного промежутка времени одна и та же.

Понятие одновременности – относительно: то, что для наблюдателя в одной ИСО происходит одновременно, неодновременно для наблюдателя в другой ИСО (!).

Длительность промежутков времени - относительна: время в подвижной системе отсчета течет медленнее, чем в покоящейся системе отсчета .

Слайд 11

Релятивистский закон сложения скоростей Как связаны и ? Скорость любых тел

Релятивистский закон сложения скоростей

Как связаны и ?

Скорость любых тел и

их взаимодействий не превосходит скорость света (в классической механике постулируется мгновенность взаимодействий).
Слайд 12

Релятивистское уравнение движения Релятивистский импульс Пусть действует постоянная сила, направленная вдоль

Релятивистское уравнение движения

Релятивистский импульс

Пусть действует постоянная сила, направленная вдоль x

Нельзя

ускорить тело (частицу), имеющее массу, до скорости света!!

Легко проверить с помощью ускорителя электронов. Начиная с ускоряющего потенциала ~105 В, рост скорости электронов замедляется с ростом ускоряющего потенциала и ни при каких условиях не превосходит с.