Релятивная механика

Релятивная

Механика

Выполнил студент

15 группы АСОИ и У

Зотов Андрей

План:

1-Пастулаты,специальная теория относительности.

2-Отностельность времени.

3-Замедление времени.

4-Релятивийский закон сложения скоростей.

5-Взаимосвязь массы и энергии.

Постулаты, специальная теория относительности.

Первый постулат: законы физики имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета . Это обобщение принципа относительности Ньютона на законы не только механики, но и всех других областей физики, носит название принципа относительности Эйнштейна .

Второй постулат: свет распространяется в вакууме с определенной скоростью c, не зависящей от скорости источника или наблюдателя . Согласно специальной теории относительности (СТО) скорость света в вакууме является абсолютной величиной, а такие абсолютные с точки зрения классической механики Ньютона понятия, как длина и время, стали относительными.

Из постулатов СТО следует, что скорость света в вакууме является предельно возможной. Никакой сигнал, никакое воздействие одного тела на другое не могут распространяться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме.

Специальная теория относительности (СТО) (англ. special theory of relativity; частная теория относительности ; релятивистская механика ) — 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 относитьности.

Следствием постулатов СТО являются преобразования Лоренца, заменяющие собой преобразования Галилея для нерелятивистского, «классического» движения. Эти преобразования связывают между собой координаты и времена одних и тех же событий, наблюдаемых из различных инерциальных систем отсчёта.

При движении с околосветовыми скоростями видоизменяются также и законы динамики. Так, можно вывести, что второй закон Ньютона, связывающий силу и ускорение, должен быть модифицирован при скоростях тел, близких к скорости света. Кроме того, можно показать, что и выражение для импульса и кинетической энергии тела уже имеет более сложную зависимость от скорости, чем в нерелятивистском случае.

Специальная теория относительности получила многочисленные подтверждения на опыте и является безусловно верной теорией в своей области применимости

Относительность времени.

. В теории относительности не существует абсолютного ньютоновского времени. В преобразованиях Галилея время остается без изменений. Из формул преобразований Лоренца следует, однако, что время в разных системах отсчета течет по-разному.

На рис. 5 представлены две пространственно-временные диаграммы. На обеих отображены одни и те же события, но одна соответствует системе отсчета, связанной с Р , а другая – системе, связанной с Q и движущейся относительно Р. Таким образом, они согласуются с релятивистскими диаграммами рис. 4 (справа ), но здесь вместо одной оси х имеются две – для P и Q . Оси и мировые точки D , E , F , G и Н изображены так, что их положения на обеих диаграммах согласуются с преобразованиями Лоренца. На рис. 5,а , в системе, где Р покоится, мировые точки E , F и G лежат на горизонтальной линии, а это означает, что все три представленных события происходят в одно время в разных местах (одно и то же t , но разные х ). Событие D наступает раньше других, а событие Н – позже. На рис. 5,б , в системе, где Q покоится, мировые точки, соответствовавшие в предыдущем случае одновременным событиям (при одном и том же значении t ), теперь соответствуют событиям, происходящим при разных значениях t . Рассмотрим диаграмму. События E , F и G более не являются одновременными: сначала произойдет G , затем F и, наконец, E. Событие D по-прежнему произойдет раньше Е , но позже F , хотя в предыдущем случае оно, как и следует из преобразований Лоренца, происходило раньше F . Аналогично ведут себя события H и G . Таким образом, относительна не только одновременность событий, но и порядок их наступления. Рассмотрим события D и E , а также события G и H . Каждая пара событий имеет на левой диаграмме одинаковую абсциссу х , указывающую на то, что пара событий происходила в одном и том же месте. Все эти события теперь будут происходить в разных местах (рис. 5,б ). Конечно, то же самое происходит и в ньютоновской теории. Упорядоченность событий от прошлого к будущему нарушается в ТО далеко не всегда. Некоторые события имеют вполне определенный порядок, вне зависимости от используемой для их описания системы отсчета. Например, опыт показывает, что события на мировой линии некоторого наблюдателя должны происходить в определенном порядке, и два наблюдателя всегда согласятся по поводу порядка событий, при которых они оба присутствовали.