- •Специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна 1905 год
- •Относительность одновременности событий
- •Следовательно, понятие одновременности относительное.
- •Следовательно, не существует никакого абсолютного расстояния, длины или протяженности, также как не может
- •Хенрик Антон Лоренц (1853-1928)
- •Преобразования Лоренца
- •Из форму Лоренца следовало, что пространственные и временные преобразования не являются независимыми:
- •Анализ принципа относительности Галилея привел Эйнштейна к выводу, что этот принцип является одним
- •Постулаты Эйнштейна
- ••Уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к любым инерциальным системам отсчета.
- •Постулаты Эйнштейна
- ••В первом постулате главное то, что время тоже относительно – такой же параметр,
- ••Специальная теория относительности представляет физическую теорию, изучающую пространственно-временные закономерности, справедливые для любых физических
- •Всякое происходящее в мире событие может быть однозначно задано только с указанием, где
- •При переходе из одной инерциальной системы в другую сохраняется неизменной величина пространственно-временного интервала
- •Пространственно-временной интервал соединяет два события, которые имеют причинно- следственную связь.
- •Лоренцево сокращение длины
- ••Используя преобразования Лоренца, для координат получим:
- •Замедление времени
- •Экспериментальное подтверждение СТО
- •Сложение скоростей в релятивистской механике
- ••Скорость тела, используя преобразования Лоренца
- ••Если движение происходит со скоростью света, то
- •Релятивистское выражение для импульса
- •Релятивистское выражение для энергии
- ••Полная энергия в теории относительности складывается из энергии покоя и кинетической энергии К.
- •Взаимосвязь массы и энергии покоя
- ••Взаимосвязь между массой и энергией оценивалась А. Эйнштейном как самый значительный вывод специальной
- •Следствия специальной теории относительности
- ••3. Масса тела (m) в движущейся системе координат увеличивается с ростом его скорости:
- •Из СТО следует, что время, линейные размеры и масса тел являются относительными. Их
- •Как и в механике Ньютона, в СТО считается, что пространство однородно и изотропно,
- •Эффекты СТО могут быть заметны только при скоростях, близких к скорости света.
- •Все выводы СТО в настоящее время нашли полное экспериментальное подтверждение.
Специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна 1905 год
Относительность одновременности событий
В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета. Здесь два события, одновременные в одной системе отсчета, выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся системы отсчета.
Пример: «поезд Эйнштейна».
Следовательно, понятие одновременности относительное.
События, которые являются одновременными для одного наблюдателя, не одновременные для другого, движущегося относительно первого.
В осознании относительности одновременности заключается суть всей теории относительности.
По Эйнштейну расстояние и время определяются наблюдателем по отношению к определенной конкретной системе отсчета.
Поэтому все физические процессы и законы должны формулироваться по отношению к точно указанной системе отсчета.
Следовательно, не существует никакого абсолютного расстояния, длины или протяженности, также как не может быть никакого абсолютного времени.
Все это означает, что для реального мира пространство и время имеют не абсолютный, а относительный характер.
СТО объединила пространство и время в единый континуум пространство-время.
Хенрик Антон Лоренц (1853-1928)
Электромагнитное поле математически описывается уравнениями Максвелла.
Вид уравнений Максвелла не сохраняется, если воспользоваться преобразованиями Галилея при рассмотрении их в различных инерциальных системах отсчета.
Изучение уравнений Максвелла Лоренцом показало, что можно формально сохранить вид этих уравнений воспользовавшись схемой, которую сейчас называют преобразованиями Лоренца.
Преобразования Лоренца
Здесь, υ – скорость движения одной инерциальной системы (x, y, z, t) относительно другой (x`,y`,z`,t`);
с – скорость света (скорость движения электромагнитных волн).
Из форму Лоренца следовало, что пространственные и временные преобразования не являются независимыми:
впреобразование координат входит время, а
впреобразование времени входят координаты, время в разных системах координат течет по-разному.
Анализ принципа относительности Галилея привел Эйнштейна к выводу, что этот принцип является одним из самых фундаментальных законов, который применим не только к механическим, но и к другим явлениям природы – тепловым, электромагнитным и др.
Постулаты Эйнштейна
1. Принцип относительности.
Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
Первый принцип распространяет принцип относительности Галилея для законов механики на законы электродинамики.
Обобщенный принцип относительности утверждает, что никакими физическими опытами (механическими или электромагнитными) внутри данной системы отсчета нельзя установить движется эта система равномерно или покоится.
•Уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к любым инерциальным системам отсчета.
•Инвариантность – неизменность вида уравнения при переходе из одной системы отсчета в другую (при замене координат и времени одной системы – другими).