Элементы специальной теории относительности (СТО). Лекция 7

основы специальной теории относительности
Преобразования Галилея.
Постулаты С Т О.
Преобразования Лоренца, следствия из преобразова-ний Лоренца.
Релятивистская динамика.
Связь массы и энергии.

Галилео - Галилей
(1564 – 1642)
- итальянский физик, механик, астроном.
Заложил основы механики:
относительность движения;
законы инерции и свободного падения;
сложение движений.
Построил телескоп (x32), открыл горы
на Луне, 4 спутника Юпитера, пятна на
Солнце, фазы у Венеры.
«Узник инквизиции» до 1992г.

Немецко-швейцарско-американс-кий физик Альберт Эйнштейн
Родился 14 марта 1879 года в Ульме (Германия) .
Умер 18 апреля 1955 года в Принстоне (Массачусетс, США) .

В 1915 г. создана общая теория относительности:
В 1905 г. создана специальная теория относительности - революция в физике.
тела изменяют геометрию пространства - времени, которая и определяет движение проходящих через него тел.

Постулаты С Т О
1905г. А.Эйнштейн
В любых ИСО все физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково.
Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО, не зависит от скорости движения источника и приемника света:

Хенрик Антон Лоренц
(1853 – 1928)
физик – теоретик,
нобелевская премия 1902г. «За изучение влияния магнитного поля на излучение»
Формулы «преобразования
Лоренца» (1904г.) включены в СТО.

Преобразования Лоренца
скорость, измеренная в долях скорости света.
( ~ c)
при t=0
совпа-
дали.

Следствия из преобразований Лоренца
1. Одновременность событий
Если в ИСО в одной точке одновременно происходят два события, то в другой ИСО они будут одновременными и пространственно совпадающими .

Если события в системе пространственно разобщены но одновременны, то в системе эти события оказываются неодновременными :

Это следует из преобразований Лоренца для координат и времени:
может иметь разные знаки (второе событие может предшествовать первому ).
Но порядок следования причинно след-ственных событий во всех ИСО одинаков.

2.Длительность событий в
разных ИСО
- длительность события в и
Время начала и конца события в системе :

часы, движущиеся относительно ИСО, идут медленнее покоящих-ся часов, (“парадокс близнецов”).

3. Длина тел в разных ИСО
длина стержня,
покоящегося в
- длина стержня в
где и
- координаты концов стержня в системе

- лоренцево сокращение
продольных размеров тел.

Релятивистская динамика
При масса частицы зависит от ее скорости:
где - масса частицы в той ИСО, относительно которой частица покоится.
~
1.

Импульс релятивистской частицы:
зависит от скорости нелинейно.
2.

3. Уравнение релятивистской динамики:
где - импульс релятивистской частицы.

4. Закон сохранения релятивистского импульса (следствие однородности пространства):
- релятивистский импульс замкнутой системы не изменяется с течением времени.

Взаимосвязь массы и энергии
- приращение кинетической энер-гии частицы пропорционально приращению ее массы.
1. Кинетическая энергия

2. Полная энергия системы частиц
Изменение массы частицы сопрово-ждается изменением ее полной энергии:
Полная энергия системы равна произведению ее массы на квадрат скорости света в вакууме: