План
Лекції з навчальної дісціпліні
Ф І З І К А
Тема: "елементи СПЕЦІАЛЬНОЇ Теорії ВІДНОСНОСТІ "
Вступ
Область застосовності Класичного законом додавання швидкостей обмеже. ВІН, зокрема, непригодна для Опису Явища, пов'язаних Із Розповсюдження світла. Альо, класичний закон додавання швидкостей являється наслідком Із перетвореності Галілея. Отже, и ці Перетворення мают обмеженності область застосовності.
Відмова від необгрунтованих застосовностей Положень ньютонівської механіки дала можлівість Ейнштейнами Розробити нову теорію - спеціальну теорію відносності, в основу Якої покладені два принципи, Які являються постулатами:
а) принцип відносності;
б) принцип інваріантності Швидкості світла відносно інерційніх систем відліку.
Ці постулати надійно Підтверджені експериментально.
Границі застосовності класичної механіки. Спеціальна теорія відносності. Постулат Ейнштейна
Класична механіка, механіка Галілея-Ньютона, створами для Опису руху макротіл Із швидкости в багатая разів меншими Швидкості світла. З перетвореності Галілея-Ньютона віпліває закон додавання швидкостей:
І = І '+ V (1)
Де І - ШВИДКІСТЬ тіла в нерухомій Системі,
І '- ШВИДКІСТЬ его в рухомій Системі,
V - ШВИДКІСТЬ руху системи.
У класічній механіці простір і Час вважаються абсолютними и непов'язанімі один з одним. Если існує Абсолютний простір, то винна існуваті и абсолютна ШВИДКІСТЬ по відношенню до цього простору. У 1881 году американский вчений Майкельсон показавши, что для Швидкості світла відношення (1) немає віконується. Абсолютної Швидкості НЕ існує. Фізики опінію у Важка становіщі. p> Вихід з цього становіща вказано Ейнштейн. ВІН сформулював новий принцип відносності, більш загальний, чем принцип Галілея и розроб спеціальну теорію відносності, яка базується на Серйозно експериментальна фундаменті, и того являє собою етап більш глибокого Пізнання об'єктивних Законів природи.
Теорія відносності опісує рух тіл Із швидкости, близьким до Швидкості світла. При малих швидкости закони Теорії відносності співпадають з законами класичної механіки. Таким чином,! Застосування Законів класичної механіки обмеже. Смороду застосовуються Тільки для описування руху макротіл Із швидкости в багатая разів меншими Швидкості світла.
Закони класичної механіки НЕ застосовуються для описування руху мікротіл. Рух мікротіл вівчається в квантовій механіці.
Згідно з уявленнямі Ньютона простір і Час є абсолютними и Незалежності один від одного. Простір існує сам по Собі, а годину сам по Собі.
Вчені вважать, что оскількі існує Абсолютний простір, то винна існуваті и абсолютна система координат. ШВИДКІСТЬ по відношенню до цієї системи є абсолютною. Вважать, что така система может буті пов'язана з світовім ефіром. Майкельсон в 1881 р. поставивши дослід з метою визначення Швидкості Землі відносно ефіру и здобувши негативний результат. Таким чином, дослід показавши, что абсолютної системи не існує. Результати досліду Майкельсона нашли пояснення в Теорії відносності Ейнштейна. p> Спеціальна теорія відносності Ейнштейна будується на 2 постулатах:
1. Всі закони природи однакові (Інваріантні по відношенню до переходу від однієї інерційної системи відліку до Другої). Іншімі словами, рівняння, что відбівають закони природи, інваріантні по відношенню до перетвореності координат и годині при переході від однієї інерційної системи відліку до Іншої.
2. ШВИДКІСТЬ світла у вакуумі НЕ покладів від Швидкості руху джерела и однакова в усіх інерційніх системах.
Перетворення Лоренца. Простір и годину в спеціальній Теорії відносності
Ейнштейн показавши, что у відповідності з постулатами Теорії відносності зв'язок между координатами и годиною в двох інерційніх системах відліку S и S Вў (нерухомій и рухомій) здійснюється НЕ перетвореності Галілея, а перетвореності Лоренца.
Перетворення
В В
,, (2)
В
Вікорістовуючі Перетворення Лоренца, Знайдемо Довжину відрізка в обох системах координат:
В
, тоб.
Проміжок годині между двома подіямі в обох системах буде Рівний:
В
, тоб.
У Системі координат, відносно Якої Тіло рухається, трівалість події більша ніж В Системі координат, відносно Якої Тіло рухається, а рухомий годинник іде повільніше, чем годинник в Системі s.
Закон додавання швидкостей:
.
Таким чином, з перетворенням Лоренца віпліває, что Розміри тіл залежався від Швидкості їхнього руху:
(3)
Протікання процесів в Системі, что рухається, затрімується:
...
