Специальная теория относительности. (Лекция 6)

Июль 25, 2022

Главная
Физика
Специальная теория относительности. (Лекция 6)

Содержание

2. Экспериментальная основа СТО: опыт Майкельсона (1881 г.) Если бы скорость света зависела от скорости источника, то
3. Специальная теория относительности (СТО) (релятивистская механика) – физическая теория, созданная Альбертом Эйнштейном (1905 г.) и изучающая
4. Преобразования Галилея Рассмотрим две инерциальные системы отсчета (ИСО): «неподвижную» К-систему и движущуюся К'-систему. Пусть в начальный
5. Преобразования Галилея противоречат второму постулату Эйнштейна. Поэтому в рамках СТО переход от одной ИСО к другой
6. Следствия из преобразований Лоренца Сложение скоростей Преобразования Галилея Классическая формула: . (6.6) Преобразования Лоренца Релятивистская формула:
7. Сокращение продольных размеров тела Пусть L0 – «собственная» длина стержня, т.е. длина стержня, измеренная в той
8. Замедление времени Пусть в К'-системе два рассматриваемых события 1 и 2 происходят в одной и той
9. Замедление времени По точным часам в салоне мчащегося поезда пассажир приступает к обеду в 700 (рисунок
10. Масса, импульс и энергия релятивистской частицы Релятивистской называется частица, движущейся со скоростью, близкой к скорости света.
12. Скачать презентацию

Слайд 2

Экспериментальная основа СТО: опыт Майкельсона (1881 г.)
Если бы скорость света зависела

от скорости источника, то промежутки времени за которые свет проходит одинаковые отрез-ки пути (abad) и (acad) изменялись бы на неоди-наковые величины. Это из-менение можно было бы обнаружить по сдвигу ин-терференционной картины в плоскости d.
Однако смещение ин-терференционной картины обнаружено не было.

Вывод: Скорость света не зависит от относительного движения
источника и приемника излучения.

Слайд 3

Специальная теория относительности (СТО) (релятивистская механика) – физическая теория, созданная Альбертом

Эйнштейном (1905 г.) и изучающая движение тел со скоростями, близкими к скорости света в вакууме (с=3⋅108 м/с).
Специальная теория относительности опирается на два постулата.
Первый постулат (принцип относительности Эйнштейна): в любых инерциальных системах отсчета все физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково.
Второй постулат (принцип инвариантности скорости света): скорость света в вакууме не зависит от движения источника и приемника света; она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета, являясь одной из важнейших физических постоянных.
Второй постулат СТО противоречит практически всем перечисленным выше пунктам представлений классической физики.

Слайд 4

Преобразования Галилея
Рассмотрим две инерциальные системы отсчета (ИСО): «неподвижную» К-систему и движущуюся

К'-систему. Пусть в начальный момент времени начала и декартовы оси этих систем совпадают друг с другом; часы, жестко связанные с каждой из систем синхронизированы (т.е. показывают одно и то же время, равное, например, нулю) и вектор скорости К'-системы лежит вдоль оси ОО' .

Тогда в соответствии с преобразованиями Галилея во все последующие моменты времени часы, жестко связанные с К- и К' –системами, будут показывать одно и то же время:
t'=t , (6.1)
а координаты любого события в К' -системе будут выражаться через координаты и время в К-системе, с помощью уравнений:

x' =x-vt, y' =y, z' =z . (6.2)
Уравнения (6.1) и (6.2) вместе образуют совокупность уравнений, которые и называют преобразованиями Галилея.

Слайд 5

Преобразования Галилея противоречат второму постулату Эйнштейна. Поэтому в рамках СТО переход

от одной ИСО к другой производят на основе преобразований Лоренца (голландский физик Хендрик Лоренц, 1904 г.).
К→К' : К'→К :
(6.3) , (6.4)
где
. (6.5)
Из преобразований Лоренца получают все кинематические эффекты СТО.

Слайд 6

Следствия из преобразований Лоренца
Сложение скоростей
Преобразования Галилея Классическая формула:
. (6.6)

Преобразования Лоренца Релятивистская формула:
. (6.7) , (6.8)
где - скорость тела относительно К-системы; - скорость этого же тела относительно К'-системы.

Слайд 7

Сокращение продольных размеров тела
Пусть L0 – «собственная» длина стержня, т.е. длина

стержня, измеренная в той системе координат относительно которой стержень покоится.
В К-системе, относительно которой стержень движется, длина стержня
, (6.9)
т.е. линейные размеры тела относительны, они максимальны в той инерциальной системе отсчета, относительно которой тело покоится.

Слайд 8

Замедление времени
Пусть в К'-системе два рассматриваемых события 1 и 2 происходят

в одной и той же (неподвижной относительно К'-системы) точке в моменты времени и , так что промежуток времени между этими событиями .
В К-системе промежуток времени между событиями 1 и 2
, (6.10)
т.е. промежуток времени между двумя событиями минимален в той инерциальной системе отсчета, относительно которой оба события совершаются в одной и той же точке.

Собственным временем данного объекта называ-ется время, измеряемое по часам, движущимся с данным объектом.

Слайд 9

Замедление времени
По точным часам в салоне мчащегося поезда пассажир приступает к

обеду в 700 (рисунок слева) и заканчивает обед в 715 (рисунок справа). В начале обеда наблюдатели на земле установили свои часы по часам в салоне поезда. По измерениям этих наблюдателей обед в вагоне-ресторане продолжался 20 мин.

Слайд 10

Масса, импульс и энергия релятивистской частицы
Релятивистской называется частица, движущейся со скоростью,

близкой к скорости света.
Масса: . (6.11) Импульс: , (6.12)
где m0 – масса покоящейся частицы («собственная» масса)
Кинетическая энергия: . (6.13)
Закон взаимосвязи массы и энергии
, (6.14)
где E – полная энергия тела, включающая кинетическую, электрическую, химическую и т.д. виды энергии, за исключением потенциальной энергии тела во внешнем поле; - энергия покоя («собственная» энергия) тела .

Специальная теория относительности. (Лекция 6)

Содержание

Экспериментальная основа СТО: опыт Майкельсона (1881 г.)Если бы скорость света зависела

Специальная теория относительности (СТО) (релятивистская механика) – физическая теория, созданная Альбертом

Преобразования ГалилеяРассмотрим две инерциальные системы отсчета (ИСО): «неподвижную» К-систему и движущуюся

Преобразования Галилея противоречат второму постулату Эйнштейна. Поэтому в рамках СТО переход

Следствия из преобразований ЛоренцаСложение скоростейПреобразования Галилея Классическая формула: . (6.6)

Сокращение продольных размеров телаПусть L0 – «собственная» длина стержня, т.е. длина

Замедление времениПусть в К'-системе два рассматриваемых события 1 и 2 происходят

Замедление времениПо точным часам в салоне мчащегося поезда пассажир приступает к

Масса, импульс и энергия релятивистской частицыРелятивистской называется частица, движущейся со скоростью,

Похожие презентации