Американские физики в 1971 году провели сравнение двух таких часов, причем одни из них находились в полёте вокруг Земли на обычных реактивных лайнерах, а другие оставались на Земле в военно- морской обсерватории США.
Всоответствии с предсказаниями СТО, путешествующие на лайнерах часы должны были отстать от находящихся на Земле часов на (184 ± 23)·10–9 с.
Наблюдаемое отставание составило (203 ± 10)·10–9 с, т. е. в пределах ошибок измерений.
Через несколько лет эксперимент был повторен и дал результат, согласующийся со СТО с точностью 1 %.
2. Относительность размеров движущихся тел.
Рассмотрим стержень, расположенный параллельно осям Х и Х′.
Пусть этот стержень покоится в системе К′ и, следовательно, его длина равна разности координат:
L′ = x2′– x1′
Относительно системы К стержень движется со скоростью V.
Какова длина стержня в системе К ?
Чтобы определить длину стержня в К (длину движущегося стержня), нужно:
- определить координаты Х1 и Х2 концов стержня
в один и тот же момент времени t, отсчитанный по двум синхронизированным в системе К часам;
-измерить покоящимся относительно К масштабом расстояние между этими точками.
Это расстояние (длина движущегося стрежня) равно разности координат x2 и x1:
L = x2 – x1
Из преобразований Лоренца, учитывая, что t2 = t1 = t,
имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x2 ' x1 |
' |
x |
2 Vt2 |
|
|
x1 Vt1 |
|
|
x2 x1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
V2 |
|||||||||||
|
1 |
|
V2 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
||||||||
|
C2 |
|
|
C2 |
|
|
C2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательно |
L' |
|
|
L |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V2 |
||||
|
1 |
|
|||||
|
C2 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Длина стержня, измеренная в системе отсчета, относительно которой он покоится, называется собственной длиной.
Тогда, обозначив L LO , запишем
L L0 1 V2
C2
L меньше LO
Отсюда следует, что собственная длина является максимальной, она больше длины, измеренной в
любой другой системе отсчета.
При движении тел сокращаются только продольные
размеры.
Лоренцево сокращение продольной длины тем больше, чем больше скорость движения.
Размеры, перпендикулярные к направлению движения, остаются неизменными.
Рассмотрим два небольших примера.
1.Скорость движения Земли вокруг Солнца равна
30км/с.
Радиус земного шара 6400 км.
Всистеме отсчёта, связанной с Солнцем, сокращение
радиуса Земли составляет всего 3 см.
2.При скорости тела V = 0,85 C его продольная дина сокращается в 2 раза.
Лоренцево сокращение длины – эффект чисто кинематический.
Никакими внутренними напряжениями в телах это сокращение не сопровождается.
Лоренцево сокращение длины нельзя ни увидеть, ни сфотографировать.
Увидеть – это значит получить световые сигналы, идущие от разных точек тела.
Вследствие того, что разные точки тела удалены от наблюдателя не одинаково, а скорость света конечна, на сетчатку глаза попадают одновременно световые импульсы, испущенные не одновременно.
Это приводит к такому искажению изображения, которое полностью компенсирует лоренцево сокращение.