Физика. "Специальная теория относительности"
реклама
Элементы теории относительности Учитель физики МОУ СОШ №11 Крюков В.И. Опыт Майкельсона - Морли • Попытка экспериментально обнаружить движение Земли относительно эфира так называемый «эфирный ветер» Опыт с двойными звездами При существовании эфирного ветра звезда в точке А появлялась бы раньше, а точке В позднее обычного. Преобразования Галилея S - покоящаяся система отсчета S’ - движущаяся со скоростью V система отсчета x = x’+vt – координата точки Р относительно покоящейся системы отсчета точка Р закреплена в движущейся системе отсчета S’ x’ = x - vt – координата точки Р относительно покоящейся системы отсчета В СО связанной с тележкой меняется только координата OY. В СО связанной с Землей меняется координата OY и OX. Следовательно, положение тел и их скорости в разных СО различны. z Световая волна Прибор Источник света c → с X Y Z Z′ Ʋ c′=c- Ʋ ? c → X X′ Y’ Y Z Z′′ Ʋ c → X′′ X Y Y′′ Z′′′ Z c′′=c+ Ʋ? c→ X Y Ʋ Y′′′ X′′′ ------------ c′′′= √c2+Ʋ2 ? В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 г. Принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. •Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким образом, принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют принципом относительности Эйнштейна. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. •Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую. Релятивистский закон сложения скоростей Vнеподв.сист.отсчета = Vподв.сист.отсчета 1+ + Vтела Vподв.сист.отсчета *Vтела с2 Относительность одновременности (мысленный эксперимент Эйнштейна) С точки зрения пассажира, свет достигает обеих стенок вагона одновременно С точки зрения дежурного по станции, свет достигает передней стенки вагона позднее чем задней. Сокращение длины Релятивистское «сжатие» скорого поезда 0 1 2 с 2 Замедление времени Часы на борту движущегося космического корабля идут медленнее, чем покоящиеся часы 0 1 2 с 2 Рождение и распад µ- мезонов ( и ) нейтрино и антинейтрино Увеличение времени жизни µ -мезона вследствие релятивистского эффекта Связь массы и энергии E mc 2 Если один – единственный грамм массы полностью превратить в энергию, то при этом освобождается 25 млн.кВт*ч: Е=mc2=10-3кг*9*1016м2/с2= =9*103Дж=25*106кВт*ч. Е m 2 с • Европа ежедневно получает от Солнца энергию эквивалентную 5000кг вещества.
