Основы специальной теории относительности

Содержание

Слайд 2

Преобразования Галилея Это преобразования координат и вре-мени при переходе от одной

Преобразования Галилея

Это преобразования координат и вре-мени при переходе от одной

ИСО к другой, движущейся поступательно.

В классической механике расстояние между двумя точками и промежутки времени между двумя событиями инвариантны по отношению к выбо-
ру СО. Это означает: размеры тел не зависят от скорости его движения, а ход времени в всех СО одинаков.

Слайд 3

точки и в начальный момент времени совпадают, движется относительно со скоростью ИСО, мт

точки и в начальный момент времени совпадают, движется относительно со

скоростью

ИСО,

мт

Слайд 4

Принцип относительности Галилея Взаимное расположение и скорость относи-тельного движения МТ не

Принцип относительности Галилея

Взаимное расположение и скорость относи-тельного движения МТ не

зависят от выбо-ра ИСО, следовательно, и силы инвариант-ны относительно преобразований Галилея:

Законы Ньютона не изменяют вид при преобразовании координат и времени:

Законы механики одинаковы во всех ИСО.

Слайд 5

Постулаты С Т О 1905г. А.Эйнштейн В любых ИСО все физические

Постулаты С Т О

1905г. А.Эйнштейн

В любых ИСО все физические явления

при одних и тех же условиях протекают одинаково.
Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО, не зависит от скорости движения источника и приемника света:
Слайд 6

Преобразования Лоренца скорость, измеренная в долях скорости света. ( ~ c)

Преобразования Лоренца

скорость, измеренная в долях скорости света.

( ~ c)

Слайд 7

Следствия из преобразований Лоренца 1. Одновременность событий Если в ИСО в

Следствия из преобразований Лоренца

1. Одновременность событий

Если в ИСО в одной

точке одновременно происходят два события, то в другой ИСО они будут одновременными и пространственно совпадающими.

Если события в системе пространственно разобщены , но одновременны то в системе эти пространственно разобщенные события оказываются и неодновременными :

Слайд 8

Это следует из преобразований Лоренца для координат и времени: может иметь

Это следует из преобразований Лоренца для координат и времени:

может иметь разные

знаки (второе событие может предшествовать первому ).

Но порядок следования причинно-следствен-ных событий во всех ИСО одинаков.

Слайд 9

2.Длительность событий в разных ИСО длительность события в и Время начала

2.Длительность событий в разных ИСО

длительность события в и

Время начала и конца

события в системе :

часы, движущиеся относительно ИСО, идут медленнее покоящихся часов, т.е. ход часов замедляется в СО, относительно которой часы движутся (“парадокс близнецов”).

Слайд 10

3. Длина тел в разных ИСО длина стержня, покоящегося в длина

3. Длина тел в разных ИСО

длина стержня, покоящегося в

длина стержня

в

где и

координаты концов стержня в системе

лоренцево

сокращение продольных размеров тел.

Слайд 11

4. Пространственно – временной интервал В четырехмерном пространстве Эйнштейна событие характеризуется

4. Пространственно – временной интервал

В четырехмерном пространстве Эйнштейна событие характеризуется

четырьмя координатами (x, y, z, t):

это интервал между двумя событиями, где

расстояние между точками трехмерного пространства, в которых произошли события.

inv при переходе от одной ИСО к другой.

Слайд 12

Релятивистский закон сложения скоростей скорости МТ в и . закон сложения

Релятивистский закон сложения скоростей

скорости

МТ в и .

закон

сложения скоростей.

Учтено, что

~

~

и

Слайд 13

Задача. Определить скорость светового сигнала, излучаемого с космического корабля, удаляюще-гося от Земли со скоростью .

Задача. Определить скорость светового сигнала, излучаемого с космического корабля, удаляюще-гося от

Земли со скоростью .
Слайд 14

Релятивистская динамика При масса частицы зависит от ее скорости: где -

Релятивистская динамика

При масса частицы зависит от ее скорости:

где - масса

частицы в той ИСО, относительно которой частица покоится.

Импульс релятивистской частицы:

зависит от скорости нелинейно.

~

1.

2.

Слайд 15

Задача. Во сколько раз увеличится масса электрона, движущегося со скоростью ?

Задача. Во сколько раз увеличится масса электрона, движущегося со скоростью ?

Слайд 16

3. Уравнение релятивистской динамики: где - импульс релятивистской частицы. 4. Закон

3. Уравнение релятивистской динамики:

где - импульс релятивистской частицы.

4. Закон

сохранения релятивистского импульса (следствие однородности пространства):

релятивистский импульс замкнутой системы не изменяется с течением времени.

Слайд 17

Взаимосвязь массы и энергии приращение кинетической энергии частицы пропорционально приращению ее массы. 1. Кинетическая энергия

Взаимосвязь массы и энергии

приращение кинетической энергии частицы пропорционально приращению ее

массы.

1. Кинетическая энергия

Слайд 18

2. Полная энергия системы частиц Изменение массы частицы сопровождается изменением ее

2. Полная энергия системы частиц

Изменение массы частицы сопровождается изменением ее полной

энергии:

Полная энергия системы равна произведе-нию ее массы на квадрат скорости света в вакууме:

Или где

энергия покоя.

полная энергия замкнутой системы сохраняется .

4. ЗСЭ (следствие однородности времени):

Слайд 19

При какой скорости энергия частицы больше энергии покоя в 2 раза? ~

При какой скорости энергия частицы больше энергии покоя в 2 раза?

~