Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

A. Постулаты

Материал из PhysBook
Версия от 12:09, 2 января 2012; Alsak (обсуждение | вклад) (Постулаты теории относительности. Скорость света в вакууме как предельная скорость передачи сигнала)

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)

Постулаты теории относительности. Скорость света в вакууме как предельная скорость передачи сигнала

Все законы физики описывают, как протекают те или иные физические явления. В механике изучается механическое движение. Всякое движение можно описать с помощью пространственно-временных характеристик, так как любой объект имеет определенное положение, которое при движении изменяется со временем.

В основе классической физики лежат следующие представления о свойствах пространства и времени:

а) трехмерность пространства и одномерность времени;

б) обратимость пространства и необратимость времени;

в) однородность пространства и времени, что означает равноправие всех точек пространства и всех моментов времени;

г) изотропность пространства означает, что в пространстве равноправны не только все точки, но и все направления;

д) абсолютность пространства и времени показывает, что все выше перечисленные свойства пространства и времени постоянны, не зависят от движения материальных тел, не связаны друг с другом и с движением материи.

Основным принципом классической механики является принцип относительности Галилея, согласно которому все инерциальные системы отсчета равноправны по отношению к механическим явлениям. Благодаря этому равноправию формулировки законов механики во всех инерциальных системах отсчета одинаковы.

Теория относительности представляет собой новое учение о пространстве и времени, пришедшее на смену старому классическому учению.

Появление теории относительности было связано с развитием электродинамики. После того как Дж. Максвеллом во второй половине XIX в. были сформулированы основные законы электродинамики, встал вопрос о применимости механического принципа относительности к электромагнитным и оптическим явлениям. А для этого нужно было выяснить, изменяются ли основные законы электродинамики при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой или, как и законы Ньютона, остаются неизменными (инвариантными).

Согласно классическому закону сложения скоростей, который является следствием из преобразований Галилея, скорости света в вакууме в подвижной и неподвижной инерциальных системах отсчета должны быть разными\[\vec c = \vec c' + \vec \upsilon\] отсюда \(c = c \pm \upsilon,\) где c — скорость света в вакууме в неподвижной и c' — в подвижной системе отсчета; υ — скорость движения подвижной системы отсчета относительно неподвижной. Из уравнений Максвелла следовало, что скорость света (скорость распространения электромагнитных волн) в вакууме одинакова по всем направлениям и равна c = 3⋅108 м/с.

Возникшее противоречие между электродинамикой и классической механикой можно устранить, если принять одну из трех гипотез:

а) считать, что принцип относительности неприменим к электромагнитным явлениям;

б) неверны уравнения Максвелла и их нужно соответствующим образом изменить, чтобы они удовлетворяли преобразованиям Галилея;

в) неверны преобразования Галилея и их следует заменить другими.

Ряд ученых, в том числе и X. Лоренц, считали, что принцип относительности неприменим к электромагнитным и оптическим явлениям, и что электромагнитные процессы происходят в особой неподвижной среде — эфире, заполняющей все пространство. Инерциальная система отсчета, покоящаяся относительно эфира, является приоритетной по сравнению с другими инерциальными системами, и только в этой системе скорость света одинакова по всем направлениям.

Однако эксперименты, поставленные в 1881 г. А. Майкельсоном и Э. Морли, не подтвердили этого.

Майкельсон и Морли с помощью интерферометра специальной конструкции сравнивали между собой значения скорости света в системе отсчета, связанной с Землей, в направлении движения Земли и в перпендикулярном ему направлении. Измерения многократно повторялись в различные времена года и в разное время суток. Оказалось, что скорость света в системе отсчета, связанной с Землей, по всем направлениям одинакова. Таким образом, эксперименты Майкельсона и Морли (и другие эксперименты, поставленные с целью обнаружения движения Земли относительно эфира) показали, что движение Земли никак не влияет на скорость распространения света. Тем самым была опровергнута не только идея о существовании преимущественной системы отсчета, связанной с эфиром, но и гипотеза о существовании самого эфира.

В 1905 г. А. Эйнштейн пришел к выводу, что противоречия между теорией и экспериментом, возникающие при применении механического принципа относительности к электромагнитным явлениям, можно преодолеть, если считать и принцип относительности и уравнения Максвелла справедливыми, а преобразования Галилея неточными и заменить их другими преобразованиями, относительно которых инвариантными являются не уравнения классической механики, а любые уравнения, моделирующие физические законы.

Эйнштейн показал, что преобразования Галилея верны лишь в том случае, когда скорости движения тел и систем отсчета много меньше скорости света в вакууме. Если же эти скорости близки к скорости света, то законы классической механики должны быть заменены более общими законами, учитывающими особенности такого движения.

Эйнштейн впервые пришел к выводу о зависимости свойств времени и пространства от движения материальных объектов, с которыми связываются инерциальные системы отсчета. Пересмотр классических представлений позволил Эйнштейну создать новое учение о пространстве, времени и движении — специальную теорию относительности (СТО).

СТО базируется на двух постулатах. Первый постулат называется принципом относительности Эйнштейна. Он представляет собой обобщение механического принципа относительности на все без исключения физические явления и может быть сформулирован так: при одних и тех же условиях все физические явления в любой инерциальной системе отсчета происходят совершенно одинаково, а физические законы не зависят от выбора инерциальной системы отсчета.

Это значит, что никакими экспериментами (механическими, электромагнитными, оптическими и др.), поставленными внутри инерциальной системы, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно.

Из данного постулата следует, что при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой математические выражения законов физики не должны изменяться.

Второй постулат называют принципом постоянства (или принципом инвариантности) скорости света. Он может быть сформулирован так: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источников и приемников света и во всех инерциальных системах отсчета одинакова.

Взаимодействия между телами в природе не могут распространяться с бесконечно большой скоростью. Скорость света в вакууме является предельной скоростью передачи сигнала и взаимодействий вообще в природе.

Предельный характер скорости света не является постулатом СТО, однако он играет такую же роль, как и сами постулаты, и подтверждается многочисленными экспериментами.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 540-542.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года