Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
13
Добавлен:
30.03.2015
Размер:
538.11 Кб
Скачать

Мультимедийные лекции по физике

Классическая и релятивистская механика

Тема 6. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

План лекции

6.1.Механический принцип относительности Галилея.

6.2.Экспериментальные основы специальной теории относительности.

6.3.Постулаты Эйнштейна.

6.4.Преобразования Лоренца.

6.5.Следствия из преобразований Лоренца.

6.6.Интервал.

6.7.Релятивистская динамика.

6.8.Взаимосвязь массы и энергии.

6.1. Механический принцип относительности Галилея

Теория относительности родилась при попытках ответить на вопросы:

1.Нельзя ли придать понятию скорости абсолютное значение?

2.Существует ли в природе какая-либо абсолютно неподвижная система отсчета?

Вначале рассмотрим как решался этот вопрос в рамках классической механики.

Пусть имеется две ИСО К и К′.

Систему К будем условно считать неподвижной.

Систему К′ движущейся поступательно с постоянной скоростью вдоль оси X без поворота

осей Y′ и Z′.

Вначальный момент времени начала координат обеих систем и направления соответствующих осей совпадают.

Обе системы снабжены синхронизированными

часами.

Осуществим переход от одной инерциальной системы отсчета к другой.

Так как по классической механике время абсолютно, то часы, связанные с системами К и К′, всегда будут показывать одно и то же время t = t′.

Вычислим координаты одной и той же материальной точки М в системах К и К′.

Пусть в системе К в момент времени t координаты точки М - x, y, z.

Всистеме К′ в момент t′ = t её координаты соответственно x′, y′, z′.

Пусть движение системы К′ происходит вдоль

направления оси X относительно системы К с

постоянной скоростью V.

Отличаться будут только иксовые координаты точки

M.

 

 

 

 

 

Y

 

Y'

 

 

 

 

 

 

M

 

 

K

 

K'

V

X

X'

O

O'

X

 

 

 

Vt

 

 

X'

 

 

Z

Z'

X X Vt

 

 

 

 

 

 

Преобразования координат Галилея

Запишем связь координат точки M двух систем в следующем виде:

 

или

K K

K K

 

 

 

x x' Vt

y y'z z'

t t'

x' x Vt

y' yz' z

t' t

Полученные соотношения называют

преобразованиями координат и времени Галилея.

Преобразования Галилея преобразования

координат и времени, в основу которых положены классические свойства пространства и времени.

Классический закон сложения скоростей

Пусть точка М движется вдоль оси Х системе K со скоростью v .

Система К движется относительно

со скоростью V

вдоль оси Х.

K

Нужно определить скорость точки М относительно системы К: v = ?

Запишем производные от координат по времени для соотношений преобразований Галилея.

Они определяют соответствующие проекции скорости:

 

 

 

dy

 

 

dz

 

dx

vx

vy

vz

dt

 

 

dt

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По условию

 

 

 

vу 0

 

 

 

 

vx 0

 

vz 0

 

 

 

 

K K

vx vx ' V

vy vy '

vz vz '

K K

v

v

 

V

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

yv y

v v

z zv

 

 

v

v V

- классический закон

сложения скоростей.

Соседние файлы в папке физика лекции 2