Принципы (постулаты) теории относительности Эйнштейна.

Специальная теория относительности (СТО) – это физическая те­ория пространства и времени. Ее называют релятивистской теорией, а явления, описываемые этой теорией – релятивистскими эффектами. Ре­лятивистские эффекты проявляются при скоростях, близких к скорости света в вакууме.

В основе специальной теории относительности лежат два утвержде­ния, принимаемые в качестве исходных постулатов.

Первый постулат – принцип относительности: во всех инерциальных системах отсчета все физические процессы в одинаковых условиях протекают одинаково.

Второй постулат – принцип постоянства скорости света: во всех инерциальных системах отсчета скорость света в вакууме одинакова и не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя.

Принцип относительности в сочетании с утверждением о конечности максимальной скорости распространения взаимодействия и о постоянстве скорости света – принцип относительности Эйнштейна.

Постулаты специальной теории относительности противоречат представлениям об абсолютном времени и пространстве, сложившимся в клас­сической механике Ньютона.

Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея

В ньютоновской механике при переходе от одной инерциальной системы отсчета K(x, y, z) к другой К'(х', у', z'), движущейся относительно К поступательно с постоянной скоростью (см. рис.), координаты и время изменяются. Эти изменения называются преобразованиями Галилея.

Выбором ориентации систем К и К' всегда можно достичь того, чтобы их взаимное движение осуществлялось вдоль оси x.

– преобразования Галилея.

Скорости преобразуются следующим образом:

Классический закон сложения скоростей:

где и – скорости точки в системе К и К' соответственно, – скорость системы К' относительно системы К.

Принцип относительности Галилея: во всех инерциальных систе­мах отсчета все механические процессы при одних и тех же условиях протекают одинаково.

Инвариантны (т.е. не изменяются) относительно преобразований Галилея:

§ ускорение: ,

§ скорость относительного движения любых двух точек:

§ сила, действующая на материальную точку:

§ уравнения, выражающие законы Ньютона:

и в системе К,

и в системе К',

где – масса материальной точки, одинаковая во всех системах отсчета.

Преобразования Лоренца

Преобразования Лоренца – это преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальнои системы к другой, соответствующие принципу относительности Эйнштейна (рис.). Они имеют вид:

где с – скорость света в вакууме, – скорость движения системы К' относительно системы К. При < < c преобразования Лоренца перехо­дят в преобразования Галилея.

Следствия из преобразований Лоренца

1. Относительность линейных размеров. Линейный размер тела, дви­жущегося относительно инерциальной системы отсчета, уменьшается в направлении движения (лоренцово сокращение):

где – линейный размер тела относительно системы отсчета, в кото­рой оно покоится (К'), – линейный размер относительно системы, в ко­торой тело движется (К).

Линейные размеры максимальны в инерциальной системе отсчета, относительно которой тело покоится. Это собственные размеры тела. Другие размеры тела, не совпадающие с направлением движения, не изменяются.

2. Одновременность событий. Из преобразований Лоренца для вре­мени следует, что одному моменту времени в К соответствует множество значений времени в системе К' в зависимости от значений координаты х, и наоборот.

3. Относительность промежутков времени. Из преобразований Лоренца для времени следует зависимость промежутков времени от выбора инерциальной системы отсчета:

где

– время соответствующая началу события в системах К и К';

– время конца события.

Промежуток времени между двумя событиями наименьший в той инерциальной системе отсчета, относительно которой оба события совер­шаются в одной и той же точке. Время, измеряемое по часам, движущимся вместе с данным объектом – собственное время этого объекта. Относите­льность промежутка времени свидетельствует о существовании релятиви­стского эффекта замедления хода времени в движущейся инерциальной системе отсчета по отношению к неподвижной.

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Популярное:

1. Альберт Эйнштейн (1879–1955), физик, создатель теории относительности.
2. Данная упорядоченность не есть свойство хаотичности, а представляет собой накопление с определённым распределительным фактором относительности.
3. Количественный состав изменённых состояний каждому Сутевому индивидууму являет факт соотносительности своего формирования между близнаходящимися индивидами.
4. Общая теория относительности и квантовая механика
5. Общая теория относительности о пространстве и времени
6. Основы общей теории относительности
7. ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА.
8. Пространство и время в специальной теории относительности
9. Теория относительности истины