3.6. Основные выводы

Специальная теория относительности основывается на двух постулатах:

1. Законы физики одинаковы во всех инерциальных система отсчета.

2. Скорость света в пустоте одинакова для всех наблюдателей.

При разработке специальной теории относительности Эйнштейн отказался от трех положений тории Ньютона:

1. представления об абсолютном пространстве и времени,

2. закона сложения скоростей,

3. закона сохранения массы (заменив его обобщенным законом сохранения массы-энергии).

Никакое материальное тело ни в одной системе отсчета не может иметь скорости, равной или большей скорости света. Никакой сигнал не может быть передан со скоростью, превышающей скорость света.

Последовательность событий во времени с точки зрения двух наблюдателей зависит от их относительного движения. Однако никакой наблюдатель, как бы он ни двигался, не может зарегистрировать следствие раньше причины.

Измерение длины предмета наблюдателем, движущимся относительно него, дает меньшее значение, чем измерение той же длины наблюдателем, неподвижным относительно предмета (сокращение длины). Сокращение испытывает только размер предмета вдоль направления относительного движения; поперечные размеры остаются неизменными.

Наблюдатель, движущийся относительно часов, установит, что они идут медленнее точно таких же часов, находящихся в покое в его системе (замедление течения времени).

Тело, движущееся относительно наблюдателя, имеет массу большую, чем такое же тело, покоящееся относительно наблюдателя.

Полная энергия тела равна сумме его собственной энергии и его кинетической энергии. Полная энергия.

Принцип эквивалентности утверждает, что эффекты гравитации и ускорения нельзя отличить друг от друга.

Экспериментально проверены следующие предсказания общей теории относительности:

1. прецессия перигелия орбиты Меркурия,

2. искривление световых лучей при прохождении вблизи Солнца,

3. запаздывание радиолокационных сигналов, проходящих вблизи Солнца,

4. существование гравитационных волн.

Гравитационное красное смещение является прямым следствием принципа эквивалентности и того, что свет имеет «массу». Этот же эффект обусловливает и замедление хода часов в гравитационном поле.

3.7.Контрольные вопросы

1.«Скорость записи» осциллографа равна скорости, с которой электронный луч прочерчивает линию на его экране. Изготовитель уверяет, что скорость записи на его осциллографе равна . Правдиво ли это заявление?

2.Допустим, что скорость света внезапно уменьшилась до . Как при этом изменилось бы то, что мы наблюдаем в окружающем нас мире?

3.Рассмотрите рис.3.6 и предположите, что есть еще один наблюдатель , движущийся влево со скоростьютак, что он находится в положении наблюдателяв ситуации, изображенной на рис 3.6,б. Увидит ли наблюдательобе вспышки одновременно или же одну раньше другой?

4.Мотоциклист проносится мимо Вас со скоростью . Изобразите на рисунке, каким Вам покажется мотоцикл. Будет ли Ваш вид казаться мотоциклисту обычным?

5.Как выглядела бы теория относительности, если бы скорость света была бесконечно большой?

6.Представьте шахту глубиной , в которую свободно падает наблюдатель в закрытом со всех сторон контейнере. Покажите, что к этому случаю принцип эквивалентности неприменим. Является ли в данном случае гравитационное поле однородным, а если нет, что нового вносит его неоднородность?

7.Объясните, могут ли двойные звезды излучать гравитационные волны?