Херсонський національний технічний університет Кафедра загальної та прикладної фізики

РЕЛЯТИВІСТСЬКА МЕХАНІКА Лекція 1.10.

	1.10. РЕЛЯТИВІСТСЬКА МЕХАНІКА
	ПРИНЦИП ВІДНОСНОСТІ ГАЛІЛЕЯ В МЕХАНІЦІ. ПЕРЕТВОРЕННЯ ГАЛІЛЕЯ
	ПОСТУЛАТИ ЕЙНШТЕЙНА
	ПЕРЕТВОРЕННЯ ЛОРЕНЦА
ЗВ’ЯЗОК МАСИ ТА ЕНЕРГІЇ

• Короткий історичний огляд

„З чого все почалося?” – складне питання, однією з відповідей на яке може бути таке – з уважного, ретельного спостереження . „Надо уметь видеть в опыте главное и отвлечься от несущественных для данного явления фактов” [1,с.63], - принцип, якому слідував Галілео Галілей під час спостережень за відноснім рухом. Всі спостереження він описав алегорично (аби уникнути переслідувань з боку святої інквізиції, які його так і не обминули) в своєму творі „Діалог про дві системи світу - Птолемеєву та Копернікову”, в якому бесіду ведуть три герої: венеціанці Сагредо і Сімпліччо (простак) і флорентієць Сальвіаті. Доречи, Сагредо і Сальвіаті – імена справжніх друзів Галілея [1,с.63]. Саме в цьому творі вперше було сформульовано принцип відносності. Проте, перший „спостерігач” з’являється у фізиці набагато раніше робот Галілея [1,с.51] – у „Малому коментарі”, а потім у творі „Про обертання небесних сфер” польського астронома і філософа Ніколи Коперніка, в яких він дуже сміливо викладає свою теорію геліоцентричної системи світу. Доречи, сам Копернік звертає увагу на те, що в цьому були впевнені ще учень Аристотеля Рікет Сіракузьський, піфагорійці Філолай і Екфант. Зверніть увагу, більше тисячі років минуло до тієї пори, коли знову було поставлене це питання. Доведенням та розповсюдженням теорії Коперніка (яку не всі філософи тих часів прийняли) займалися Джордано Бруно, Йоган Кеплер, який листувався із Галілеєм. Пізніше, коли мине немало часу (понад 250 років), коли у фізиці з’явиться достатньо експериментальних фактів і відповідний математичний апарат, принцип відносності Галілея буде узагальнено і дещо скоректовано.

„Про які досліди йдеться?” – спитаєте ви. По-перше, про досліди фізиків Джозефа Джона Томсона і В.Кауфмана. Перший з них ще у 25-ти п’ятирічному році (1881р.) встановив, що маса залежить від енергії, фактично цим самим констатуючи обмеженість величини швидкості світла [1,с.293]. Другий – В.Кауфман, в 1901 році почав досліди по визначенню за методом Томсона відхилення бета-частинок одночасно в електричному і магнітному полях, під час яких було встановлено, що маса частинок залежить від їхньої швидкості (тим самим підтверджуючи результати самого Томсона). А в 1902р. як результат, з’явився множник-поправка до маси частинок , який вніс узгодження між експериментом і теорією [7,с.139;1,с.309]. По-друге, про досліди Альберта Абрахама Майкельсона і Едварда Морлі, результати яких було надруковано у 1887р. в статті „Про відносність руху Землі і світлоносного ефіру” [1,с.289]. В 1892р. (зверніть увагу, ще до робіт Кауфмана) з’являється робота Гендріка Антона Лоренца „Електромагнітна теорія Максвела ті її застосування до тіл, що рухаються” в які вперше з’являється формула, що описує релятивістську зміну масштабів: , де [1,с.293]. Проте, формули (які ми тепер називаємо перетвореннями Лоренца для координат і часу) сам Лоренц записав лише у 1904р., причому не зовсім вірно. А от вперше формули перетворення координат і часу для релятивістської частинки записав у 1900р. Джозеф Лармор, причому у тому вигляді, в якому тепер ми їх з вами використовуватиме (несправедливо  по відношенню до Лармора). Французький математик і астроном Анрі Пуанкаре вивчаючи наслідки з перетворень Лоренца (Лармора) знайшов формулу для перетворення швидкостей, напруженостей електричного і магнітного полів, густини заряду, густини струму і фактично започатковує чотиривимірну релятивістську електродинаміку [1,с.299].

А в 1905р. у своїх творах „К электродинамике движущихся сред” та „Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии” сформулює два постулати спеціальної теорії відносності, саму теорію та відповідні формули [1,с.303]. Саме так з’явилася спочатку спеціальна теорія відносності – нове представлення про простір і час - теорія, створена генієм Альберта Ейнштейна, аналізом великої кількості експериментальних фактів, гіпотез і теорій. Пізніше (1915р.) він узагальнить принцип відносності і створить загальну теорію відносності, яка являє собою теорію тяжіння.