4. Постулати ств
В основі спеціальної теорії відносності лежать два принципи або постулату, сформульовані Ейнштейном в 1905 р.
Принцип відносності: всі закони природи інваріантні по відношенню до переходу від однієї інерціальної системи відліку до іншої. Це означає, що у всіх інерційних системах фізичні закони (не тільки механічні) мають однакову форму.Таким чином, принцип відносності класичної механіки узагальнюється на всі процеси природи, в тому числі і на електромагнітні. Цей узагальнений принцип називають принципом відносності Ейнштейна. 2. Принцип постійності швидкості світла: швидкість світла у вакуумі не залежить від швидкості руху джерела світла або спостерігача й однакова у всіх інерціальних системах відліку. Швидкість світла в СТВ займає особливе положення. Це гранична швидкість передачі взаємодій і сигналів з однієї точки простору в іншу.
Ці принципи слід розглядати як узагальнення всієї сукупності досвідчених фактів.Наслідки з теорії, створеної на основі цих принципів, підтверджувалися нескінченними досвідченими перевірками. СТВ дозволила вирішити всі проблеми «доейнштейнівської» фізики і пояснити «суперечливі» результати відомих на той час експериментів у галузі електродинаміки і оптики. У наступний час СТВ була підкріплена експериментальними даними, отриманими при вивченні руху швидких частинок в прискорювачах, атомних процесів, ядерних реакцій і т. п. Постулати СТВ знаходяться в явному протиріччі з класичними уявленнями.Розглянемо такий уявний експеримент: у момент часу t = 0, коли координатні осі двох інерційних систем K та K 'збігаються, в загальному початку координат сталася короткочасна спалах світла. За час t системи змістяться відносно один одного на відстань υt, а сферичний хвильовий фронт у кожній системі буде мати радіус ct (рис. 1.3), так як системи рівноправні і в кожній з них швидкість світла дорівнює c.
Рис.1.3.
Уявне
протиріччя постулатів СТВ
З точки зору спостерігача в системі K центр сфери знаходиться в точці O, а з точки зору спостерігача в системі K 'він буде знаходитися в точці O'. Отже, центр сферичного фронту одночасно знаходиться в двох різних точках!
Причина виникає непорозуміння лежить не в протиріччі між двома принципами СТВ, а в допущенні, що положення фронтів сферичних хвиль для обох систем належить до одного і того ж моменту часу. Це припущення укладено у формулах перетворення Галілея, згідно з якими час в обох системах тече однаково: t = t '.Отже, постулати Ейнштейна знаходяться в суперечності не один з одним, а з формулами перетворення Галілея. Тому на зміну галілеєвих перетворень СТВ запропонувала інші формули перетворення при переході з однієї інерціальної системи до іншої - так звані перетворення Лоренца, які при швидкостях руху, близьких до швидкості світла, дозволяють пояснити все релятивістському ефекти, а при малих швидкостях (υ <<c) переходять у формули перетворення Галілея. Таким чином, нова теорія (СТВ) не відкинула стару класичну механіку Ньютона, а лише уточнила межі її застосування. Такий взаємозв'язок між старою і новою, більш загальною теорією, що включає стару теорію як граничний випадок, носить назву принципу відповідності.