Преобразования Галилея и представления о пространстве и времени в класс физике.

Переход от одной инерц системы к др представляет собой некоторое преобразование координат, получившее название – преобразования Галилея.

Пусть мы имеем 2 СО К и К1, если система К1 начинает двигаться со скоростью V относительно системы К, то через время т полная система преобразования Галилея будет выглядеть сл об

X1=x-vt Y1=y z1=z T1=t

Пространственные и временные координаты входят в уравнения неравноправным образом. Пространственная координата х1 в движущейся системе зависит и от простран и от времен координаты. А временная координата движущейся системы не зависит от врем координаты в неподвижной системе и никак не связана с пространствами. Т о время мыслится как нечто самостоятельное по отношению к пространству.

Т о класс механика исходила из абсолютности времени и пространства и их независимости др от др. Пространство и время везде и всюду одинаковы, а свойства пространства описываются Евклид геометрией.

Пространство и время в специальной теории относительности

(ковариантная связь переменных нарушена, появ дополнительные переменные)

С точки зрения электродин картины мира, электродинамика Максвела оказалась нековариантна относит преобразования Галилея. Прежде всего пришлось отказаться от закона сложения скоростей, вытекающего из преобр Г и принять, что скорость света одна и та же в любой инерциальной системе отсчета.

С т зр классич механики вывод о постоянстве скорости света дает абсурдный результат, т о класс мех должна быть перестроена и преобр Гал должны быть заменены иными. Эта группа преобр была получена в конце 19 века Лоренцем и получила название преобразования Лоренца, которые образуют математическую основу специальной теории относительности. Однако Лоренц не осознал физического смысла этих преобразований, пытаясь их совместить с классическими представлениями о абсолютности пространства и времени.

Преобразования Лор для того же случая что и преоб Г имеют сл вид

X1=(x-vt)/кор(1-vv/cc) t1=(t-vx/cc)/кор(1-vv/cc) y1=y z1=z

Из преобр Л следуют выводы об относительности длины стержня и временного промежутка. Длина движущегося стержня сокращается в кор(1-vv/cc) раз.

Т е L=L0 кор(1-vv/cc), наибольшую длину стержень имеет в системе, в которой он покоится. Промежуток времени будет наименьшим в покоящейся системе, а в движущейся К1 возрастает в 1/кор(1-vv/cc) раз.

Этот эффект называется релятивистским замедлением течения времени и сокращения дв отрезка. Т о релятив эффекты, фиксируемые преобразованиями Лор, приводят к тому, что длина и промежуток времени утрачивают свой абсолютный характер, какой они имели в класс мех. Это привело к появлению в 1908 специальной теории относительности Эйнштейна. Спец теория относ Эйнштейна основана на двух принципах:

-специальном принципе относительности (СПО) и на принципе постоянства скорости света (ППС).

Согласно СПО во всех инерционных системах отсчета все явления протекают одинаково и законы природы инварианты относительно перехода от одной инерциальной системы к другой.

-принцип ПСС состоит в том, что скорость света одна и та же во всех ИСО и явл-ся максимально возможной в природе.

Различные парадоксальные следствия спец т о, например космические полеты (размер корабля и времен промежуток) говорят о том, что длина и время – это характеристики не сами по себе, а в привязке к СО. Поэтому мы должны говорить: «Длина косм корабля в СО, связанной с Землей 50 м, а в СО связанной с кораблем 100 м». Однако и для врем промежутка «Время прошедшее с начала полета в СО связанной с Землей 1000л, а в СО связанной с кораблем 10 л».