Презентация на тему "Елементи спеціальної теорії відносності"

Содержание

• 
  Слайд 1

  ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

• 
  Слайд 2

  Обмеженість механіки Ньютона

  Уявлення про простір і час докорінно змінились внаслідок розвитку електродинаміки і фізики" великих швидкостей, яку називають релятивістською фізикою. У процесі вивчення явищ, у яких швидкість руху окремих тіл наближається до швидкості поширення світла с, встановлено, що закони класичної механіки для цих явищ не справджуються. Закони руху в релятивістській динаміці загальніші, а класичні закони Ньютона — це їх окремий випадок, коли швидкості руху V значно менші за швидкість світла (v « с).

• 
  Слайд 3
  

  Спеціальна теорія відносності — це теорія, яка описує рух, закони механіки, просторово-часові співвідношення під час руху зі швидко­стями, близькими до швидкості світла (1905 рік) Простір характеризує взаємне розташування тіл; простір однорідний, має три виміри; усі напрямки в просторі рівноправні Час характеризує послідовність подій; час має один вимір; час однорідний та ізотропний У межах спеціальної теорії відносності класична механіка Ньютона виконується під час руху зі швидкостями, набагато меншими за швидкість світла. Узагальнення СТВ для гравітаційних полів називається загальною теорією відносності

• 
  Слайд 4
  

  Спеціальна теорія відносності — це теорія, яка описує рух, закони механіки, просторово-часові співвідношення під час руху зі швидко­стями, близькими до швидкості світла (1905 рік) Простір характеризує взаємне розташування тіл; простір однорідний, має три виміри; усі напрямки в просторі рівноправні Час характеризує послідовність подій; час має один вимір; час однорідний та ізотропний У межах спеціальної теорії відносності класична механіка Ньютона виконується під час руху зі швидкостями, набагато меншими за швидкість світла. Узагальнення СТВ для гравітаційних полів називається загальною теорією відносності

• 
  Слайд 5
  

  система отсчета К1 связанна с кораблемсистема отсчета К, относительно которой корабль движется,

  Два любых события в точках А и В, одновременные в системе К1 не одновременны в системе К

• 
  Слайд 6

  Постулати спеціальної теорії відносності ,

  на яких грунтуєтьсятеорія, 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.

• 
  Слайд 7

  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.

• 
  Слайд 8
  

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

• 
  Слайд 9

  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 якоївін рухається зі швидкістю V, дорівнює l0— довжина тіла, нерухомого відносно даної системи, І — довжина тіла, яке рухається відносно системи зі швидкістю и Довжина стержнянайбільша 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

• 
  Слайд 10
  

  При цьому поперечнірозміри тіла не залежать від швидкості руху і однакові для всіх інерціальних систем відліку.Лоренцеве скорочення довжини — не вдаване. Воно виникає внаслідоккінематичного 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.

• 
  Слайд 11

  Відносність проміжків часу

  Тривалість тієї самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова. Інтервал часу т, виміряний у системі, що рухається зішвидкістю V, дорівнюєде 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.

• 
  Слайд 12

  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«сі V1«с, то маємо класичний закон додавання швидкостей: V2= V1 + V. Якщо V = с і V1 = с, то V2= с, що відповідає другому постулату.

• 
  Слайд 13

  Залежність маси від швидкості

  Маса тіла m, яку вимірюють в інерціальній системі що рухаєтьсявідносно 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.

• 
  Слайд 14

  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 тіладорівнює 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

• 
  Слайд 15
  

  ∆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.