ОСНОВЫ СТО 1. Инвариантность скорости света. 2. Принцип относительности Эйнштейна. 3. Полная энергия. Энергия покоя. 4. Связь массы и энергии.
Специальная теория относительности (СТО) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей образует общую теорию относительности.
Инвариантность скорости света Постулаты СТО: 1. все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. 2. скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приемника светового сигнала. Из теории относительности вытекает, что скорость света в вакууме является максимально возможной скоростью передачи взаимодействий в природе; одновременность событий, расстояния и промежутки времени являются не абсолютными, а относительными. Они зависят от системы отсчета.
Принцип относительности Эйнштейна Эффекты СТО: СТО Пусть система отсчёта K' движется со скоростью v относительно системы отсчёта K 0. К наиболее распространённым эффектам СТО относят: Замедление времени Сокращение линейных размеров Увеличение массы
Принцип относительности Эйнштейна Мы запишем закон сложения скоростей для частного случая, когда тело движется вдоль оси Х 1 системы отсчета К 1, которая в свою очередь движется со скоростью относительно системы отсчета К. Обозначим скорость тела относительно К 1 через v 1, а скорость этого же тела относительно К через v 2. Тогда релятивистский закон сложения скоростей будет иметь вид что при любых скоростях v и v 1 результирующая скорость v 2 не превышает с.
Полная энергия. Энергия покоя. Связь массы и энергии С помощью теории относительности Эйнштейн установил замечательную по своей простоте и общности формулу связи между энергией и массой: Тело обладает энергией и при скорости равной нулю. Это так называемая энергия покоя Е 0: Если изменяется энергия системы, то изменяется и ее масса: Так коэффициент 1/с2 очень мал, то заметные изменения массы возможны лишь при очень больших изменениях энергии, например, при превращениях атомных ядер и элементарных частиц.