Элементы теории относительности Учитель физики МОУ СОШ

Элементы теории относительности Учитель физики МОУ СОШ № 11 Крюков В. И.

Опыт Майкельсона - Морли • Попытка экспериментально обнаружить движение Земли относительно эфира так называемый «эфирный ветер»

Опыт с двойными звездами При существовании эфирного ветра звезда в точке А появлялась бы раньше, а точке В позднее обычного.

Преобразования Галилея S - покоящаяся система отсчета S’ - движущаяся со скоростью V система отсчета x = x’+vt – координата точки Р относительно покоящейся системы отсчета точка Р закреплена в движущейся системе отсчета S’ x’ = x - vt – координата точки Р относительно покоящейся системы отсчета

В СО связанной с тележкой меняется только координата OY. В СО связанной с Землей меняется координата OY и OX. Следовательно, положение тел и их скорости в разных СО различны.

z Световая волна Прибор Источник света c → с X Y Z′ c → Ʋ c′=c- Ʋ ? X′ Y Y’ Z Z′′ c → Ʋ X′′ c′′=c+ Ʋ? Y Y′′ Z Z′′′ c→ X′′′ Y ------ Ʋ c′′′= √c 2+Ʋ 2 ? Y′′′

В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 г. Принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. • Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким образом, принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют принципом относительности Эйнштейна. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. • Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

Релятивистский закон сложения скоростей Vнеподв. сист. отсчета = Vподв. сист. отсчета 1 + + Vтела Vподв. сист. отсчета *Vтела с2

Относительность одновременности (мысленный эксперимент Эйнштейна) С точки зрения пассажира, свет достигает обеих стенок вагона одновременно С точки зрения дежурного по станции, свет достигает передней стенки вагона позднее чем задней.

Сокращение длины Релятивистское «сжатие» скорого поезда

Замедление времени Часы на борту движущегося космического корабля идут медленнее, чем покоящиеся часы

Рождение и распад µ- мезонов ( ) нейтрино и антинейтрино Увеличение времени жизни µ -мезона вследствие релятивистского эффекта

Связь массы и энергии Если один – единственный грамм массы полностью превратить в энергию, то при этом освобождается 25 млн. к. Вт*ч: Е=mc 2=10 -3 кг*9*1016 м 2/с2= =9*103 Дж=25*106 к. Вт*ч.

• Европа ежедневно получает от Солнца энергию эквивалентную 5000 кг вещества.