Презентация по теме: Специальная теория относительности

Специальная теория относительности. Постулаты теории относительности Принцип относительности Галилея:Все законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Вторая половина 19 века Максвеллом сформулированы основные законы электродинамики. Противоречие Скорость света в вакууме одинакова по всем направлениям.Но согласно Ньютону: V= c+U или V= c-U Решения противоречияЛоренц – законы Ньютона не верны для электродинамики. Лоренц придумал эфир – особая преимущественная система отсчета.Данное утверждение опровергли в 1881 г Морли и Майкельсон. Решения противоречияГерц – не верны законы Максвелла. Решения противоречияЭйнштейн – все верно, нужно поправить некоторые понятия: пространство и время.Ньютон – пространство и время абсолютны, так как не связаны с системой отсчета. Масса и длина – постоянны.Эйнштейн – пространство и время относительны. Массы и длина не постоянны. Именно третье решение оказалось единственно верным. Но для этого он разделил механику на две части:Классическая механика – нерелятивисткая, стоящая на принципах Ньютона – скорость много меньше скорости света, в которой все законы классической механики идеальны. Релятивистская механика, в основе которой специальная теория относительности, созданная на основе постулатов. СТОСпециальная теория относительности (СТО) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности.Описываемые специальной теорией относительности отклонения в протекании физических процессов от предсказаний классической механики называют релятивистскими эффектами, а скорости, при которых такие эффекты становятся существенными, — релятивистскими скоростями. Из истории СТО. Специальная теория относительности была разработана в начале XX века усилиями Г. А. Лоренца, А. Пуанкаре, А. Эйнштейна и других учёных. Экспериментальной основой для создания СТО послужил опыт Майкельсона. Его результаты оказались неожиданными для классической физики своего времени: независимость скорости света от направления (изотропность) и орбитального движения Земли вокруг Солнца. Попытка интерпретировать этот результат в начале XX века вылилась в пересмотр классических представлений, и привела к созданию специальной теории относительности. Основные понятия СТО.Система отсчёта представляет собой некоторое материальное тело, выбираемое в качестве начала этой системы, способ определения положения объектов относительно начала системы отсчёта и способ измерения времени. Обычно различают системы отсчёта и системы координат. Добавление процедуры измерения времени к системе координат «превращает» её в систему отсчёта.Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это такая система, относительно которой объект, не подверженный внешним воздействиям, движется равномерно и прямолинейно. Событием называется любой физический процесс, который может быть локализован в пространстве, и имеющий при этом очень малую длительность. Другими словами, событие полностью характеризуется координатами (x, y, z) и моментом времени t. Обычно рассматриваются две инерциальные системы K и K'. Время и координаты некоторого события, измеренные относительно системы K обозначаются как (t, x, y, z), а координаты и время этого же события, измеренные относительно системы K', как (t', x', y', z'). Удобно считать, что координатные оси систем параллельны друг другу и система K' движется вдоль оси x системы K со скоростью v. Одной из задач СТО является поиск соотношений, связывающих (t', x', y', z') и (t, x, y, z), которые называются преобразованиями Лоренца. 1 постулат: принцип относительности. Все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой (протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета). 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. 2 постулат СТО. 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. СТО. СТО позволила разрешить все проблемы «доэйнштейновской» физики и объяснить «противоречивые» результаты известных к тому времени экспериментов в области электродинамики и оптики. В последующее время СТО была подкреплена экспериментальными данными, полученными при изучении движения быстрых частиц в ускорителях, атомных процессов, ядерных реакций и т. п. Относительность расстоянийВывод:L<L0В этом состоит релятивистское сокращение размеров тела в движущихся системах отсчёта. Сокращение длины.L-длина стержня в системе отсчёта К, относительно которой стержень покоится.L0-длина стержня в системе отсчёта К‘ , относительно которой стержень движется со скоростью V. Относительность промежутков времени - интервал времени между двумя событиями, происходящими в одной и той же точке инерциональной системы. - интервал между этими событиями в системе отсчёта К1 , движущейся относительно системы К со скоростью V. Вывод: В этом состоит релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчёта. Зависимость массы от скорости - - масса покоящегося тела. - масса того же тела, но двигающегося со скоростью V. Зависимость массы от скорости можно найти, исходя из предположения, что закон сохранения импульса справедлив и при новых представлениях о пространстве и времени.Вывод: V>0, m>0При увеличении скорости тела его масса не остается постоянной, а растёт.Увеличение массы. В идеале при скорости равной скорости света:Расстояние равно 0Масса бесконечнаВремя растягивается до остановки.Все границы понятий стираются и наступает континиум пространство – время. Домашнее задание.Прочитать § 75-78(до закона сложения скоростей).Выучить определения, термины, постулаты.