Вопрос 15 эл/динамика дв-ся сред и а. Эйнштейн

Основ­ной целью было обнаружение движения Земли относительно эфира, в существовании которого никто тогда не сомневался. Неясно было только: увлекается эфир при движении Земли или остается неподвижным. Альберт Майкельсон: измерить скорость лу­чей света, испущенных в направлении движения Земли и перпен­дикулярно ему. Если эти скорости разнятся, значит, эфир не увле­кается Землей, если же они одинаковы — эфир движется вместе с ней. Ученый использовал для измерений высокочувствительный прибор — интерферометр особой конструкции (интерферометр Майкельсона). Эксперимент был проведен. Никакого движения Земли относительно эфира об­наружить не удалось.Уже через год Майкельсон и Морли повторили опыт со значительно более высокой точностью. Результат оставался отрицательным. Нужна была принципиально иная теория, которая описывала бы весь комплекс опытных фактов по электродинамике движущихся сред. Эта теория носит название электронной теории. Основы ее заложил Генрих Антон Лоренц, который совместно с датчанином Л.Лоренцом выводит знаменитое соотношение между показателем преломления и плотностью среды (формула Лорен­ца—Лоренца). Затем Г.А.Лоренц изложил свои положения электрон­ной теории: мир состоит из вещества и эфи­ра, который является неподвижным. он пытается объяснить все известные к тому времени опыты. Но единственным способом сделать это было предположение о неравенстве длины, когда она измеряет­ся по направлению движения и перпендикулярна ему. Так появилось соотношение Фицджеральда.Зависимость массы от энер­гии была получена Дж.Томсоном. Таким образом, в рамках э.м. картины мира были получены важнейшие понятия теории относительности: сокращение длин, связь массы и энергии.Лоренцом были получены выражения (преобразования Лоренца), которые были получены 4-мя г. ранее Джозефом Лармором. Анри Пуанкаре записывает преобразования Лоренца, расширяя и детализируя их. Он находит ф-лы сложения скоростей, преобразования напряженностей эл.п. и м.п., плотности заряда и плотности тока, и по сущ-ву, уже получает 4-хмерную релятивистскую Эл/динамику.И Лоренц, и Лармор, и Пуанкаре строили теории на основе классической Эл/динамики, опираясь на концепцию эфира. Поэтому до понимания принципа относительности как всеобщего з-на природы они не дошли. Представления о пространстве и времени всех троих совпадали с ньютоновскими, в основе которых лежала евклидова геометрия. Она имела недостаток – пятый постулат о параллельности линий. В 19-м в. Николай Иванович Лобачевский и Бернгард Риман пришли к установлению отличных от евклидовых геометр. систем. (Это было сделано также Гауссом и Яношом Больяй). Новые геометрии способны описывать другие cв-ва пространства. Теперь пространство может иметь кривизну (положит.-по Риману (сфера) и отриц.-у Лобачевского (псевдосфера)). Т.о., произошел переход от плоского 3-хмерного пр-ва к многомерному. Четкая критика абсолютного пространства и времени принадлежит австрийскому физику и философу Эрнсту Маху. Высказав, как физик плодотворные идеи о связи времени с другими формами материи. Возвращается к доньютоновским временам как филосов. Природа ждала появления гения, которым явился А. Эйнштейн.Он родился в Ульме, не полу­чал систематического школьного образования. Окончил Высшую техническую школу в Цюрихе после окончания кан­тональной школы в Аарау, затем он работал в патентном бюро в Берне. В 1921 г. была присуждена Нобелевская премия.В процессе исследований создал теорию броуновского движения. Им опубликована статья, посвященная квантовым свойствам света и работа, содержащая основы специальной теории от­носительности (СТО). Ученый создал также квантовую теорию теплоемкости и общую теорию относитель­ности (ОТО). К этому же времени относится его совместный с де Гаазом опыт по исследованию молекулярных то­ков Ампера.В его главной работе по теории относительности предложен новый подход к проблеме пространства и времени. А.Эйнштейн понял, что принцип относительности — закон той же абсолютной силы, что и закон сохранения энергии. На понимания сущности пространства и времени А.Эйнш высказывает предположение о пол­ном равноправии всех систем отсчета, о равноправии всех относящихся к этим системам измерений пространства и времени. Им изложены основные идеи теории относительности: равноправие систем отсчета, постоянство скорости света в любых системах отсчета, «ненужность» эфира и его несовместимость с теорией относительности. Э/м поле признается как самостоятельная физическая реальность. Затем вводятся принцип относительности;• принцип постоянства скорости света,исходя из которых, А. Эйнш получает относительность длин и относительность одновременности, а также преобразования Ло­ренца (строго). Далее им было получено сокращение масштабов, замедление хода часов и закон сложения скоростей.А.Эйнш нашел урав­нения преобразования компонент электрического и магнитного полей, аберраций и установленного австрийским ученым X. Допле­ром эффекта зависимости частоты колебаний, вос­принимаемых наблюдателем, от скорости движения наблюдателя и источника (принципа Доплера). Также им приведены уравнения для движения электрона в электрическом и магнитном полях и была опубликована за­метка А.Эйнш, где он впервые указывает на связь массы и энергии: Е= тс².Этот результат был получен А. Эйншт при рассмотрении излучения. Сам А. Эйнш продолжал совершенствовать теорию относительности: получены преобразования, отражающие инвариантный характер электромагнитного поля. ЭП и мп в отдельности теряют при этом абсолютный характер. Установле­но соотношение между инертной массой и энер­гией, предсказывающее возможность получения атомной энергии. Эйнш выдвигает принцип эквивалентности, согласно которому гравитационное поле и ускорение системы отсчета эквивалентны. Э., по сути, заложил основы общей теории относительности. Дальнейшее развитие работ Э. по специальной теории относительности выполнил нем. математик и физик Герман Минковский. ввел 4мерное пространство — время, для которого справедлива неевклидова геометрия. В 4мерном мире события имеют физ.реальность независимо от системы отсчета. Введенные им понятия широко используются в релятивистской физике.В рамках развитой ОТО можно говорить о черных дырах — астрофизических объектах, обладающих столь высоким тяготением, что их поверхность не могут покинуть даже световые кванты. Существование черных дыр — важнейшее следствие ОТО. Другое ее следствие — существование гравит.волн и гравитонов (квантов гравитационного поля).В 70-е гг. XX в. были открыты астрофизические объекты, состоя­щие из 2нейтронных звезд (пульсаров), вращающихся вокруг общего центра тяжести. Исследования двойных пульсаров позволяют косвенным об­разом зафиксировать предсказанные Э. гравитац.волны, которые пока никаким другим способом не удается обнаружить. Биографии творцов Хендрик Антон Лоренц родился в Голландии, учился в Лейденском университете, где был профессором кафедры теоретической физики,руководил научным институтом Х.А.Лоренц-создатель электронной теории.Джозеф Лармор — английский фи­зик-теоретик и математик, окончил Королевский колледж и Кембриджский университет. Был профессором Королевского университета, сотрудником, а затем профессором Кемб­риджского университета. Монография Лармора «Эфир и материя» сыграла роль в развитии электродинамики. Известны также достижения Лармора в области магнетизма (прецессия Лармора и др.).Анри Пуанкаре — французский физик, математик, инженер, астроном и философ. Родился в Нанси, учился в политехнической школе, окончил Горную школу, работал в Парижском университете, был директором обсерватории. исследования Пуанкаре относятся к теории относительно­сти, термодинамике, электричеству, оптике, теории упругости, молекулярной физике. Ученый близко подошел к открытию теории относительности. Как астроном он фактиче­ски открыл новую эру в небесной ме­ханике.Альберт Абрахам Майкельсон — выдающийся американский физик. Родился в Польше, окончил Морскую академию в США. Совершенствовал знания в Германии и во Франции, работал в различных университетах США, Чикагском университете. Нобелевский лауреат 1907 г. Основные работы А. Майкельсона посвящены оптике и спект­роскопии. Он явился автором экспери­мента, доказавшего отсутствие «эфирного ветра», который сыграл огромную роль в утверждении СТО. В дальнейшем занимался изготовлением приборов для спектроскопии и исследованием с их помощью излучений различной природы, в том числе и от астрономических объектов. Автор первого звездного интерферометра.