Физика. "Специальная теория относительности"

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.