🗊 ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

Обмеженість механіки Ньютона

система отсчета К1 связанна с кораблем система отсчета К, относительно которой корабль движется, Два любых события в точках А и В, одновременные в системе К1 не одновременны в системе К

Постулати спеціальної теорії відносності , на яких грунтується теорія, вперше сформулював в 1905 р. А. Ейнштейн. (Принцип відносності Ейнштейна): Усі процеси в природі відбуваються однаково в будь-якій інерціальній системі; отже ніякими вимірюваннями, проведеними в інерціальній системі відліку неможливо виявити рух цієї системи. (Сталість швидкості світла): Швидкість світла у вакуумі однакова для всіх інерціальних систем відліку. Вона не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача світлового випромінювання.

Відносність одночасності Оскільки миттєве передавання взаємодій і сигналів з однієї точки простору до іншої неможливе, то в теорії відносності не можна використовувати уявлення про абсолютний час, темп якого однаковий у різних інерціальних системах. Синхронізація годинників можлива лише за допомогою сигналу, який має граничну швидкість поширення. Скінченність швидкості поширення сигналу призводить до відносної одночасності просторово відокремлених подій: просторово відокремлені події, що одночасні в одній інерціальній системі відліку, не одночасні в будь-якій іншій системі відліку, що рухається відносно першої. При переході з однієї інерціальної системи в іншу може змінюватись послідовність подій у часі, але послідовність причинно-зв'язаних подій залишається незмінною в усіх системах відліку: наслідок настає завжди після причини.

Швидкість світла у вакуумі є максимально можливою швидкістю передачі взаємодій: с = 299792458 м/с (у розрахунках с = 3 • 108 м/с).

Відносність відстаней Відстань між двома будь-якими точками простору — не абсолютна величина, вона залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку. Довжина стержня L в інерціальній системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю V, дорівнює l0 — довжина тіла, нерухомого відносно даної системи, І — довжина тіла, яке рухається відносно системи зі швидкістю и Довжина стержня найбільша в системі відліку,відносно якої він нерухомий. Із формули випливає, що лінійні розміри тіла, яке рухається відносно певної інерціальної системи відліку, скорочується в напрямі цього руху в

При цьому поперечні розміри тіла не залежать від швидкості руху і однакові для всіх інерціальних систем відліку. Лоренцеве скорочення довжини — не вдаване. Воно виникає внаслідок кінематичного ефекту, у відповідності з постулатами спеціальної теорії відносності і не пов'язане з дією якихось сил, що нібито стискують тіло в напрямі його руху. Довжину тіла /0 в системі відліку, де воно нерухоме, називають власною довжиною. Якщо швидкість V наближається до с, то / прямує до нуля. Отже, з формули випливає неможливість досягнення швидкості, що дорівнює швидкості поширення світла у вакуумі. При цьому поперечні розміри тіла не залежать від швидкості руху і однакові для всіх інерціальних систем відліку. Лоренцеве скорочення довжини — не вдаване. Воно виникає внаслідок кінематичного ефекту, у відповідності з постулатами спеціальної теорії відносності і не пов'язане з дією якихось сил, що нібито стискують тіло в напрямі його руху. Довжину тіла /0 в системі відліку, де воно нерухоме, називають власною довжиною. Якщо швидкість V наближається до с, то / прямує до нуля. Отже, з формули випливає неможливість досягнення швидкості, що дорівнює швидкості поширення світла у вакуумі.

Відносність проміжків часу Тривалість тієї самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова. Інтервал часу т, виміряний у системі, що рухається зі швидкістю V, дорівнює де т0 — інтервал часу в нерухомій системі. Отже, тривалість події, що відбувається в деякій точці простору, найменша в інерціальній системі, відносно якої ця точка нерухома. Отже, нерухомий спостерігач помічає сповільнення ритму процесів в рухомій системі відліку. Це сповільнення пояснює відомий результат: мезони, утворені у верхніх шарах атмосфери, встигають пролетіти не 1 км, а десятки кілометрів внаслідок сповільнення часу в рухомих системах.

Релятивістський закон додавання швидкостей Закон додавання швидкостей в класичній механіці не справджується для рухів зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Релятивістський закон додавання швидкостей, напрямлених вздовж однієї прямої, виражається формулою V1 – швидкість тіла відносно однієї інерціальної системи, V2 — швидкість того ж тіла відносно другої інерціальної системи, V — швидкість руху цих систем відліку одна відносно одної. Якщо V«с і V1«с, то маємо класичний закон додавання швидкостей: V2= V1 + V. Якщо V = с і V1 = с, то V2 = с, що відповідає другому постулату.

Залежність маси від швидкості Маса тіла m, яку вимірюють в інерціальній системі що рухається відносно цього тіла зі швидкістю V , дорівнює де т0 - маса тіла в стані спокою. Маса тіла, що рухається, більша за масу нерухомого тіла. Якщо V —> с, то маса тіла необмежено зростає. Тому ніякі сили не можуть збільшити швидкість тіла, що має масу спокою т0 ≠ 0, до значення V = с.

Зв'язок між масою та енергією Енергія рухомого тіла Під час руху тіла зі швидкстю, близькою до швидкості світла, його енергія зростає Якщо V = 0, то енергія тіла дорівнює енергії спокою: Енергію спокою має будь-яке тіло, завдяки самому факту його існування. При збільшенні енергії будь-якої нерухомої системи на ∆Е, її маса зростає на

∆m= m2 -m1 - дефект мас – показує на скільки m, якщо тіло віддало енергію ∆Е, і навпаки. Енергія ядра менша за енергію, що відповідає сумі мас нуклонів, які утворюють ядро, оскільки при поділі ядра на нуклони потрібно виконати велику додатню роботу проти ядерних сил.

Наслідки постулатів відносності

Наслідки постулатів відносності Наслідки постулатів відносності