Специальная теория относительности

Принцип относительности Галилея.

Величины, которые имеют одно и тоже числовое значение во всех системах отсчета, называются инвариантными.

Постоянство скорости света Справедливость преобразований Галилея может быть проверена сравнением следствий из них с экспериментом.

Преобразования Лоренца Так как преобразования Галилея для достаточно больших скоростей приводят к выводам, противоречащим экспериментам, то появилась необходимость в нахождении других преобразований координат и времени, которые правильно описывают опытные данные.

В силу равноправности систем  и , коэффициент  должен быть в обоих случаях один и тот же.

Для получения формул преобразования времени выполним над последними 2-мя уравнениями следующие процедуры: А) исключим координату  и разрешим получившееся уравнение относительно  Б) исключим координату  и разрешим получившееся уравнение относительно . Имеем для процедуры А):

Колебательное движение Основные характеристики гармонического колебания. Колебательным движением называется процесс, при котором система многократно отклоняясь от своего состояния равновесия, каждый раз вновь возвращается к нему. Промежуток времени Т, спустя который процесс полностью повторяется, называется периодом колебания.

.  (12.37).ъ

При скоростях много меньших скорости света () преобразования Лоренца практически не отличаются от преобразований Галилея.

События, происходящие одновременно в разных точках пространства (система ), в силу конечной скорости распространения взаимодействия, не могут оказывать взаимодействия друг на друга и. следовательно, быть причинно связанными.

Для орбитальной скорости Земли  лоренцево сокращение является причиной сокращения диаметра Земли в системе координат, связанной с Солнцем, примерно на .

В какой бы системе отсчета не рассматривалось движение частицы, промежуток собственного времени измеряется по часам системы, в которой частица покоится.

Итак, для преобразований Лоренца (т.е. для релятивистского случая движения со скоростями, близкими к скорости света в вакууме) известны три инварианта: 1. скорость света в вакууме, 2. промежуток собственного времени   и интервал между событиями .

Расстояние  между точками, в которых происходят события, разделенные пространственноподобным интервалом, превышает . Поэтому такие события не могут воздействовать друг на друга и, следовательно, не могут быть причинно связанными.

Преобразование и сложение скоростей Компоненты скорости  частицы в системе  определяются выражением:; . (12.69).

Пусть частица движется параллельно осям  и  в направлении скорости . Тогда  совпадает с модулем скорости частицы   в системе , а  - с модулем скорости  частицы в системе  и формула, определяющая  через  и  , будет иметь вид: .  (12.77).

Определим взаимосвязь компонентов  и  ускорений частицы в системах  и , соответственно.

Релятивистская энергия Из 2-х возможных в ньютоновской механике формулировок   закона Ньютона ( и ) в релятивистской механике справедливо только соотношение:

.  (12.89).

Функции, дифференциалы которых равны друг другу, могут отличаться только на постоянную величину

В полную энергию не входит потенциальная энергия взаимодействия частицы во внешних силовых полях.

Взаимосвязь массы и энергии покоя Согласно формуле для энергии покоя, всякое изменение массы тела  сопровождается изменением энергии покоя :

.  (12.107).

Частицы с нулевой массой Законы ньютоновской механики не допускают существования частиц с нулевой массой.

Как преобразуется скорость и ускорение частицы при переходе от одной инерциальной системы к другой?

Приведите графическую интерпретацию относительности одновременности  событий, происходящих в разных точках пространства и разделенных мнимым интервалом.

Электротехника курсовые, лабораторные, практика Математика, физика