4. Специальная теория относительности.

В области электродинамики, в конце 19в была создана Максвеллом система уравнений, которая описывала все известные электродинамические опыты.

В частности из уравнения Максвелла следует существование электромагнитных волн. Скорость электромагнитных волн была подтверждена экспериментально.равно 3*10^8 м/с

Теория относительности базируется на 2-х основных постулатах:

1) принцип инвариантности света (скорость света в вакууме одинакова во всех системах отсчёта, движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга);

2) принцип относительности: все законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга.

Преобразова́ниями Ло́ренца в физике, в частности в специальной теории относительности (СТО), называются преобразования, которым подвергаются пространственно-временные координаты (x,y,z,t) каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой.

Преобразования Лоренца сыграли важнейшую роль для становления теории относительности, но подлинное их значение не было им осознанно в полной мере. Лоренц полагал, что время t настоящее (абсолютное), t’ – всего лишь вспомогательная величина.

Из преобразования координат Лоренца следуют такие релятивистские эффекты как относительность одновременности и изменение линейных размеров тела вдоль направления, а также изменение промежутков времени между двумя событиями (движущиеся системы отсчёта: часы идут медленнее, чем в неподвижной).

Интервал между двумя событиями имеет одно и тоже значение и в движущейся и в неподвижной системе отсчёта.

Под интервалом понимается выражение:

Инвариантность интервала свидетельствует о том, что пространство и время являются неразрывно связанными друг с другом и по сути дела образуют единое 4-х мерное «пространство».

5. Общая теория относительности.

В специальной теории относительности говорится лишь об одинаковых инерциальных системах отсчёта. Эйнштейн стремился к созданию общей теории относительности, т.е. к поиску законов, которые будут одинаковы во всех системах отсчёта. Направляющей идеей общей теории относительности является эквивалентность инертной и гравитационной масс.

m– инертная масса

m- гравитационная

Эйнштейн в известном факте увидел новый смысл, речь идёт об одинаковости ускорения свободного падения для всех тел.

В области тяготения все тела независимо от их массы падают на Землю с одинаковым ускорением (ведут себя одинаково).

Эйнштейн предположил, что все физические законы одинаковы для областей тяготения так и для всех возможных систем отсчёта – это общий принцип относительности.

Принцип относительности Эйнштейна гласит: «Никакими физическими опытами (механическими, электрическими, оптическими), произведенными в какой-либо инерциальной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое». Не только механические, но и все физические законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.

Согласно спец. теории относительности выражение для интервала в произвольной системе выглядит существенно другим

Перед пространственными и временными координатами появляются новые функции, и пространственные и временные координаты перестают быть независимыми друг относительно друга.

В теории тяготения Эйнштейна пространственный временной континуум является криволинейным. Его кривизна задаётся величинами , а само тяготение представляется искривление пространства временем.