Постулаты сто Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.
СТО была создана Эйнштейном в 1905 году. В этой теории рассматривались явления, протекающие только в ИСО, отсюда термин «специальная». С основу СТО Эйнштейн заложил 2 постулата (принципа): 1)относительности: все законы природы не меняются при переходе от одной ИСО в др;
2)инвариантности ск-ти света: ск-ть света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от дв-ия источников и приемников света. Следствие: сигналы распространяются не мгновенно, а с конечной ск-тью, ее предел – ск-ть света.
Преобразования Лоренца:
,
,
,
.
Относительность одновременности.
В
ньютоновской мех время одно и то же для
всей вселенной
.
Если какие-то 2 события происходят одновр
в одной сист отсчета, то и в др тоже.
Такое классич понятие одновр интуитивно
основано на представлении о мгновенном
распространении сигнала. Эйнштейн
считал, что так полагать нельзя. Он
предложил ввести понятие одновременности,
основанное на распространении световых
сигналов. Новое опр-е одновр – предложено
Эйнштейном: в любой ИСО события А и В
наз одновр, если световые сигналы, испущ
из точек А и В, в моменты когда произошли
события, достигнут середины отрезка АВ
одновр.
К – неподвижная инерц сист. АО=ОВ, tA=AO/C, tB=OB/C. Vk=const, v=l/t, l=vt.
В неподвижной СО «К» приемник А сработает раньше чем В, поскольку пока свет идет по точке А и точке В, они сместятся вправо.
Одновременность не абсолютна, а относительна. События одновр для неподвижного наблюдателя неодновр для дв-ся, т.е. нет единого абсолютного времени для всей В.
Основные следствия из преобразований Лоренца. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
Относительность расстояний (сокращение длины дв-ся тела по сравнению с неподвижными).
,где
l – длина стержня, измеренная в неподвиж
К-СО, lo – собственная длина тела, измер
в K’ СО, т.е. там, где тело покоится.
Длина тела -разница м/у координатами его концов, измеренных в один и тот же момент времени.
Для наблюдения в К неподвижной СО стержень будет казаться короче.
Относительность промежутков вр (замедление вр в дв-ся СО).
,
где
- длительность процесса в неподвижной
СО К,
- собственное время процесса, отсчитываемое
часами, движущимися вместе с телом.
Собственное время – самое короткое. Нет абсолют вр. Каждый наблюдатель имеет свой собственный масштаб вр.
З-н сложения ск-тей:
Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
Зависимость массы от ск-ти.
если
,
где mo – масса покоя, измер с СО, где тело
поится; m – масса, измер наблюдателем,
дв-ся со ск-тью
относительно тела.
Частица дв-ся относительно наблюдателя имеет массу большую, чем такая же частица нах-ся относит наблюдателя в сост покоя.
Связь между массой и энергией.
, (moV2)/2=Ek,
moc2=Eп
,
Любое изм массы приводит к изм эн тела. Всякое изм эн тела должно сопровождаться эквивалентным изм его массы. Пример: стакан с горячим чаем имеет большую массу, чем стакан с холодным.
Выводы: 1)пр и вр не абсолютны, и изм согласованно; 2)Любое событие можно представить точкой с 4-мя координатами (в 4-мерном пространств); 3)эффекты СТО сущ-ют.
Ф
ормула
E = mc2 подтверждается в явлении ядерной
физики. Известно, что эн ядра сост из
нейтронов и протонов, меньше эн, отдельно
взятой.
(
эн
связи =эн протонов и нейтронов- эн ядра).
, где ∆m-дефект
массы.