Специальная теория относительности (СТО) 1. Противоречия 2. Опыт Майкельсона–Морли 3. Постулаты Эйнштейна 4. Преобразования Ло

Август 30, 2022

Главная
Математика
Специальная теория относительности (СТО) 1. Противоречия 2. Опыт Майкельсона–Морли 3. Постулаты Эйнштейна 4. Преобразования Ло

Содержание

2. При переходе из одной инерциальной системы в другую, в соответствие с преобразованиями Галилея скорость света должна
3. В этом опыте одно из плеч интерферометра Майкельсона устанавливалось параллельно направлению орбитальной скорости Земли (υ =
4. В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 г. Принцип
5. Противоречие не между двумя принципами СТО, а в допущении, что положение фронтов сферических волн для обеих
6. Существование единого мирового времени, не зависящего от системы отсчета эквивалентно допущению о возможности синхронизации часов с
7. Если, в разных точках выбранной системы отсчета можно расположить синхронизованные часы, то можно дать определение понятия
8. Преобразования Лоренца Для упрощения записи удобно ввести обозначение Формулы преобразования координат и времени Они были предложены
9. Относительность интервала времени В системе K' оба рассматриваемых события происходят в одной и той же точке.
10. Относительность интервала времени Согласно второму постулату СТО, световой импульс двигался в системе K с той же
11. Промежуток времени между двумя событиями зависит от системы отсчета, то есть является относительным. Собственное время τ0
12. В системе K‘ стержень покоится, его длина l0 = x02 – x01 Cистема K ‘, движется
13. Таким образом, длина стержня зависит от системы отсчета, в которой она измеряется, то есть является относительной
14. Элементы релятивисткой динамики Вместо классического импульса в СТО вводится релятивистский импульс Основной закон релятивистской динамики материальной
15. Постоянная по модулю и направлению сила не вызывает равноускоренного движения. Например, в случае одномерного движения вдоль
16. Элементы релятивисткой динамики Изменение кинетической энергии частицы в зависимости от ее скорости: b - для частиц,
17. Кинетическая энергия тела Ek определяется через работу внешней силы, необходимую для сообщения телу заданной скорости Элементы
18. Вычисление этого интеграла приводит к следующему выражению для кинетической энергии Элементы релятивисткой динамики Эйнштейн интерпретировал первый
19. Элементы релятивисткой динамики Формула Эйнштейна E0=mc2 выражает фундаментальный закон природы, который принято называть законом взаимосвязи массы
20. Элементы релятивисткой динамики
22. Скачать презентацию

Слайд 2

При переходе из одной инерциальной системы в другую, в соответствие

с преобразованиями Галилея скорость света должна изменяться, но в соответствии с теорией Максвелла этого не происходит.
Уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн, не инвариантны относительно преобразований Галилея

Слайд 3

В этом опыте одно из плеч интерферометра Майкельсона устанавливалось параллельно направлению

орбитальной скорости Земли (υ = 30 км/с).
Опыт Майкельсона–Морли, неоднократно повторенный впоследствии со все более возрастающей точностью, дал отрицательный результат. Анализ результатов опыта Майкельсона–Морли и ряда других экспериментов позволил сделать вывод о том, что представления об эфире как среде, в которой распространяются световые волны, ошибочно.

Опыт Майкельсона–Морли

Для света не существует избранной (абсолютной) системы отсчета. Движение Земли по орбите не оказывает влияния на оптические явления на Земле

Слайд 4

В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные

Эйнштейном в 1905 г.
Принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой.
Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким образом, принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные.
Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

Два постулата Эйнштейна

Слайд 5

Противоречие не между двумя принципами СТО, а в допущении, что положение

фронтов сферических волн для обеих систем относится к одному и тому же моменту времени

В момент времени t = 0, когда координатные оси двух инерциальных систем K и K' совпадают, в общем начале координат произошла кратковременная вспышка света.
За время t системы сместятся относительно друг друга на расстояние υt, а сферический волновой фронт в каждой системе будет иметь радиус ct, так как системы равноправны и в каждой из них скорость света равна c.

Постулаты СТО находятся в противоречии с классическими представлениями

Противоречие не между двумя принципами СТО, а в допущении, что положение фронтов сферических волн для обеих систем относится к одному и тому же моменту времени

Слайд 6

Существование единого мирового времени, не зависящего от системы отсчета эквивалентно допущению

о возможности синхронизации часов с помощью сигнала, распространяющегося с бесконечно большой скоростью.
Эйнштейновское определение процедуры синхронизации часов основано на независимости скорости света в пустоте от направления распространения

Часы в A и B идут синхронно, если t' = (t1 + t2) / 2.

Слайд 7

Если, в разных точках выбранной системы отсчета можно расположить синхронизованные часы,

то можно дать определение понятия одновременности событий, происходящих в пространственно-разобщенных точках: эти события одновременны, если синхронизованные часы показывают одинаковое время

Относительность интервала времени

Слайд 8

Преобразования Лоренца
Для упрощения записи удобно ввести обозначение
Формулы преобразования координат и

времени
Они были предложены в 1904 году еще до появления СТО, как преобразования, относительно которых инвариантны уравнения электродинамики

Слайд 9

Относительность интервала времени
В системе K' оба рассматриваемых события происходят в

одной и той же точке. Свет проходит расстояние 2l Промежуток времени между событиями (собственное время) равен
τ0 = 2l / c.

В системе K, световой импульс движется между зеркалами зигзагообразно и проходит путь 2L, равный:
Так, как

Слайд 10

Относительность интервала времени
Согласно второму постулату СТО, световой импульс двигался в

системе K с той же скоростью c, что и в системе K'. Следовательно,
τ = 2L / C

Из τ0 = 2l / C

Слайд 11

Промежуток времени между двумя событиями зависит от системы отсчета, то есть

является относительным.

Собственное время τ0 всегда меньше, чем промежуток времени между этими же событиями, измеренный в любой другой системе отсчета.
Этот эффект называют релятивистским замедлением времени. Замедление времени является следствием инвариантности скорости света

Слайд 12

В системе K‘ стержень покоится, его длина
l0 = x02 –

x01
Cистема K ‘, движется вдоль X налево со скоростью υ.
Система К неподвижна, в ней длина стержня: l = x2 – x1

Относительность расстояний

Слайд 13

Таким образом, длина стержня зависит от системы отсчета, в которой она

измеряется, то есть является относительной величиной. Длина стержня оказывается наибольшей в той системе отсчета, в которой стержень покоится. Движущиеся относительно наблюдателя тела сокращаются в направлении своего движения.
Этот релятивистский эффект носит название лоренцева сокращения длины

Относительность расстояний

Слайд 14

Элементы релятивисткой динамики
Вместо классического импульса в СТО вводится релятивистский импульс

Основной закон релятивистской динамики материальной точки записывается так же, как и второй закон Ньютона:

Слайд 15

Постоянная по модулю и направлению сила не вызывает равноускоренного движения. Например,

в случае одномерного движения вдоль оси x ускорение частицы
Если скорость классической частицы беспредельно растет под действием постоянной силы, то скорость релятивистской частицы не может превысить скорость света c в пустоте

Элементы релятивисткой динамики

Слайд 16

Элементы релятивисткой динамики
Изменение кинетической энергии частицы в зависимости от ее

скорости:
b - для частиц, подчиняющихся классическому
a - релятивистскому законам

Слайд 17

Кинетическая энергия тела Ek определяется через работу внешней силы, необходимую для

сообщения телу заданной скорости

Элементы релятивисткой динамики

Слайд 18

Вычисление этого интеграла приводит к следующему выражению для кинетической энергии
Элементы

релятивисткой динамики

Эйнштейн интерпретировал первый член в правой части этого выражения как полную энергию E движущийся частицы, а второй член как энергию покоя E0= mc2

Слайд 19

Элементы релятивисткой динамики
Формула Эйнштейна
E0=mc2
выражает фундаментальный закон природы, который

принято называть
законом взаимосвязи массы и энергии

Слайд 20

Специальная теория относительности (СТО) 1. Противоречия 2. Опыт Майкельсона–Морли 3. Постулаты Эйнштейна 4. Преобразования Ло

Содержание

При переходе из одной инерциальной системы в другую, в соответствие

В этом опыте одно из плеч интерферометра Майкельсона устанавливалось параллельно направлению

В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные

Противоречие не между двумя принципами СТО, а в допущении, что положение

Существование единого мирового времени, не зависящего от системы отсчета эквивалентно допущению

Если, в разных точках выбранной системы отсчета можно расположить синхронизованные часы,

Преобразования ЛоренцаДля упрощения записи удобно ввести обозначение Формулы преобразования координат и

Относительность интервала времени В системе K' оба рассматриваемых события происходят в

Относительность интервала времени Согласно второму постулату СТО, световой импульс двигался в

Промежуток времени между двумя событиями зависит от системы отсчета, то есть

В системе K‘ стержень покоится, его длина l0 = x02 –

Таким образом, длина стержня зависит от системы отсчета, в которой она

Элементы релятивисткой динамики Вместо классического импульса в СТО вводится релятивистский импульс

Постоянная по модулю и направлению сила не вызывает равноускоренного движения. Например,

Элементы релятивисткой динамики Изменение кинетической энергии частицы в зависимости от ее

Кинетическая энергия тела Ek определяется через работу внешней силы, необходимую для

Вычисление этого интеграла приводит к следующему выражению для кинетической энергии Элементы

Элементы релятивисткой динамики Формула Эйнштейна E0=mc2 выражает фундаментальный закон природы, который

Элементы релятивисткой динамики

Похожие презентации

Преобразования Лоренца
Для упрощения записи удобно ввести обозначение
Формулы преобразования координат и

Относительность интервала времени
В системе K' оба рассматриваемых события происходят в

Относительность интервала времени
Согласно второму постулату СТО, световой импульс двигался в

В системе K‘ стержень покоится, его длина
l0 = x02 –

Элементы релятивисткой динамики
Вместо классического импульса в СТО вводится релятивистский импульс

Элементы релятивисткой динамики
Изменение кинетической энергии частицы в зависимости от ее

Вычисление этого интеграла приводит к следующему выражению для кинетической энергии
Элементы

Элементы релятивисткой динамики
Формула Эйнштейна
E0=mc2
выражает фундаментальный закон природы, который