Релятивистская механика Эйнштейна

Презентация на тему: Релятивистская механика. Принцип относительности Эйнштейна

Релятивистская механика Эйнштейна
Презентация на тему: Релятивистская механика. Принцип относительности Эйнштейна

Скачать эту презентацию

Получить код Наши баннеры

Скачать эту презентацию

№ слайда 1 Описание слайда:

Релятивистская механика.Принцип относительности Эйнштейна Презентация Печеркиной С.В.-учителя физики первой кв.категории г.Богдановича Свердловской области

№ слайда 2 Описание слайда:

Повторим… Относительность механического движения состоит в … Материальная точка – это тело… В систему отсчета входят… Скорость – это векторная физическая величина, характеризующая… Ускорение — это векторная физическая величина, характеризующая… Первый закон Ньютона гласит… Второй закон Ньютона гласит…

№ слайда 3 Описание слайда:

Эйнштейн о СТО – специальной теории относительности "С тех пор, как за теорию относительности принялись математики, я её уже сам больше не понимаю".

№ слайда 4 Описание слайда:

Альберт Эйнштейн (1879-1955) Великий физик 20 века, который, в частности более 30 лет пытался создать общую теорию, которая описывала бы поведение тел, движущихся со скоростью, близкой к скорости света (теорию относительности или релятивистскую механику от англ. Relativiti – относительность).

№ слайда 5 Описание слайда:

Главный вклад Эйнштейна Состоит в радикальном изменении основополагающих фундаментальных представлений о пространстве, времени, веществе и движении.

№ слайда 6 Описание слайда:

Исходные физические предпосылки СТО.Постоянство скорости света и её предельное значение.

№ слайда 7 Описание слайда:

Классическое представление о пространстве и времени Наш генетический опыт утверждает, что реальный физический мир характеризуется трёхмерным единым пространством-временем.

Это означает, что движение материального объекта в таком мире может быть описано в декартовой системе координат, каждая из трёх осей которой является пространственно-временной x, y, z ~ t = f (t).

Последнее обусловлено тем, что движения в пространстве и вне времени, равно как и движения во времени и вне пространства не бывает.

№ слайда 8 Описание слайда:

Что мы понимаем под термином «пространство»? Пространство однородно и изотропно; Под однородностью подразумевается, что ни одна точка пространства ничем не отличается от другой; Изотропность – это равноправие по всем геометрическим свойствам всех направлений из одной точки. Как и в механике Ньютона, так и в СТО пользуются данной идеализацией – пустым однородным и изотропным пространством.

№ слайда 9 Описание слайда:

Что мы понимаем под термином «время»? Время – способ упорядочения реальных событий и измерения относительной длительности процессов. Все физические процессы протекают в четырехмерном пространстве. Роль четвертого измерения (в дополнение к трем пространственным координатам x,y,z ) играет время.

№ слайда 10 Описание слайда:

Что изучает СТО? СТО – специальная теория относительности, которая рассматривает взаимосвязь физических процессов, происходящих только в инерциальных системах отсчета.

СТО в математической обработке Минковского имеет дело с четырёхмерным миром, в котором в дополнение к трём координатам реального пространства-времени вводится четвёртая координата – cit, где с — скорость света, i — мнимая единица.

Тем самым, реальный мир наделяется ещё одним — не реальным или мнимым временем it — и преобразуется в заведомо нереальный и потому парадоксальный.

№ слайда 11 Описание слайда:

Что изучает ОТО? ОТО – общая теория относительности, описывающая взаимосвязь физических процессов, происходящих в ускоренно движущихся друг относительно друга (неинерциальных) системах отсчета. ОТО является релятивистской теорией тяготения (гравитации). Согласно этой теории физическое пространство не является пустым вместилищем объектов.

№ слайда 12 Описание слайда:

СТО базируется на двух постулатах Постулат – это утверждение, лежащее в основе какой-либо теории.

№ слайда 13 Описание слайда:

Первый постулат теории относительности Все законы природы одинаковы в инерциальных системах отсчета. Является обобщением классического принципа относительности Галилея на все законы природы, который означает, что закон сложения скоростей справедлив для описания распространения. Означает, что все инерциальные системы отсчета (ИСО) эквивалентны (равноправны)

№ слайда 14 Описание слайда:

Второй постулат теории относительности Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Это означает, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника или скорости приёмника света. Постоянство скорости света – фундаментальное свойство природы.

Материальные тела не могут иметь скорость большую, чем скорость света. Данный постулат СТО согласуется с результатами опыта Майкельсона – Морли.

№ слайда 15 Описание слайда:

Опыт Майкельсона – Морли Проведен в 1881 г. Альбертом Майкельсоном и Эдуардом Морли.

В опыте оценивалось влияние скорости движения Земли вокруг Солнца на скорость распространения света от источника, находящегося на Земле.

Оказалось, что движение Земли вокруг Солнца не влияет на скорость распространения света. Результаты эксперимента доказали существенное расхождение классической теории с корректно поставленным физическим опытом.

№ слайда 16 Описание слайда:

Радиус черной дыры

№ слайда 17 Описание слайда:

Что представляет собой черная дыра? Самое необычное астрономическое явление; Образуется при гравитационном сжатии (коллапсе) массивной звезды; Интенсивное рентгеновское излучение звезды объясняется резким ускорением звездного вещества, втягивающегося в исключительно мощный гравитационный центр.

№ слайда 18 Описание слайда:

Как определить радиус черной дыры? Согласно первому постулату СТО максимальное значение второй космической скорости v max = c; Критический радиус (радиус Шварцшильда) – критический радиус черной дыры, соответствующий скорости света R ш =2GM/c2 Радиус черной дыры массой, равной массе Солнца (2*1030кг) равен 3 км. Поверхность черной дыры радиусом R ш называется горизонтом событий.

№ слайда 19 Описание слайда:

Кинематическая часть СТО

№ слайда 20 Описание слайда:

Следствия теории относительности Относительность времени (одновременность событий, порядок следования событий, замедление времени, «парадокс близнецов»); Относительность расстояний.

№ слайда 21 Описание слайда:

Динамическая часть СТО

№ слайда 22 Описание слайда:

Релятивистский закон сложения скоростей Предпосылки создания закона: 1. Опыт Майкельсона – Морли показал, что скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости движения источника или приёмника света; 2.

Преобразования Галилея и закон сложения скоростей неверны при скорости движения, соизмеримой со скоростью света; 3. Классический закон сложения скоростей справедлив лишь в предельном случае: для скорости движения, малой по сравнению со скоростью света.

Релятивистский закон сложения скоростей имеет вид: vx=(vx’+v)/(1+vx’*v/c2); Границы применимости закона: справедлив при любой скорости движущихся тел.

№ слайда 23 Описание слайда:

Закон взаимосвязи массы и энергии Масса покоя – масса тела в системе отсчета, относительно которой тело покоится (чем больше масса тела, т.е.

чем более оно инертно, тем сильнее тело сопротивляется изменению движения – m0. Согласно СТО, это сопротивление растет не только при росте массы покоя, но и при увеличении скорости тела: m = m0/(√1-v2/c2).

Согласно СТО, энергия тела пропорциональна его массе: E=mc2.

№ слайда 24 Описание слайда:

Значение СТО СТО составляет фундамент многих современных разделов физики, в которых описывается движения и состояния объектов в пространстве и времени (электродинамика, квантовая электродинамика, ядерная физика, физика элементарных частиц).

Важным релятивистским объектом является электромагнитное поле; С большой точностью измерена скорость света (для красного лазерного света получено с=299 792 462 +- 18 м/с СТО определяется как физическая теория пространства и времени в частном случае инерциальных систем отсчета.

№ слайда 25 Описание слайда:

Вопросы для контроля Что показал эксперимент Майкельсона –Морли? Сформулируйте первый и второй постулаты теории относительности.

Что такое радиус Шварцшильда и горизонт событий? Почему, глядя на звездное небо, мы как бы зондируем прошлое? Почему при движении замедляется не только ход часов, но и протекание всех физических и химических процессов в человеческом организме? Почему нагревание образца приводит к увеличению его массы? Кратко сформулируйте основные результаты, полученные СТО.

Скачать эту презентацию
Скачивание материала начнется через 60 сек. А пока Вы ожидаете, предлагаем ознакомиться с курсами видеолекций для учителей от центра дополнительного образования «Профессионал-Р» (Лицензия на осуществление образовательной деятельности

№3715 от 13.11.2013).

Получить доступ

Источник: https://ppt4web.ru/fizika/reljativistskaja-mekhanika-princip-otnositelnosti-ehjjnshtejjna.html

Основы специальной теории относительности – FIZI4KA

Релятивистская механика Эйнштейна

ЕГЭ 2018 по физике ›

Специальная теория относительности (СТО) – физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физических процессов.

Закономерности СТО проявляются при больших (сравнимых со скоростью света) скоростях. Законы классической механики в этом случае не работают.

Причина этого заключается в том, что передача взаимодействий происходит не мгновенно, а с конечной скоростью (скоростью света).

Классическая механика является частным случаем СТО при небольших скоростях. Явления, описываемые СТО и противоречащие законам классической физики, называют релятивистскими. Согласно СТО одновременность событий, расстояния и промежутки времени являются относительными.

В любых инерциальных системах отсчета при одинаковых условиях все механические явления протекают одинаково (принцип относительности Галилея). В классической механике измерение времени и расстояний в двух системах отсчета и сравнение этих величин считаются очевидными. В СТО это не так.

События являются одновременными, если они происходят при одинаковых показаниях синхронизированных часов. Два события, одновременные в одной инерциальной системе отсчета, не являются одновременными в другой инерциальной системе отсчета.

Инвариантность скорости света. Принцип относительности Эйнштейна

В 1905 г. Эйнштейн создал специальную теорию относительности (СТО). В основе его теории относительности лежат два постулата:

  • Любые физические явления во всех инерциальных системах отсчета при одинаковых условиях протекают одинаково (принцип относительности Эйнштейна).
  • Скорость света в вакууме во всех инерциальных системах отсчета одинакова и не зависит от скорости источника и приемника света (принцип постоянства скорости света).

Первый постулат распространяет принцип относительности на все явления, включая электромагнитные. Проблема применимости принципа относительности возникла с открытием электромагнитных волн и электромагнитной природы света. Постоянство скорости света приводит к несоответствию с законом сложения скоростей классической механики.

По мысли Эйнштейна, изменения характера взаимодействия при смене системы отсчета не должно происходить. Первый постулат Эйнштейна непосредственно вытекает из опыта Майкельсона–Морли, доказавшего отсутствие в природе абсолютной системы отсчета. В этом опыте измерялась скорость света в зависимости от скорости движения приемника света.

Из результатов этого опыта следует и второй постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света в вакууме, который вступает в противоречие с первым постулатом, если распространить на электромагнитные явления не только сам принцип относительности Галилея, но и правило сложения скоростей.

Следовательно, преобразования Галилея для координат и времени, а также его правило сложения скоростей к электромагнитным явлениям неприменимы.

Следствия из постулатов СТО

Если проводить сравнение расстояний и показаний часов в разных системах отсчета с помощью световых сигналов, то можно показать, что расстояние между двумя точками и длительность интервала времени между двумя событиями зависят от выбора системы отсчета.

Относительность расстояний:

где ​\( I_0 \)​ – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело покоится, ​\( l \)​ – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело движется, ​\( v \)​ – скорость тела.

Это означает, что линейный размер движущегося относительно инерциальной системы отсчета уменьшается в направлении движения.

Относительность промежутков времени:

где ​\( \tau_0 \)​ – промежуток времени между двумя событиями, происходящими в одной точке инерциальной системы отсчета, ​\( \tau \)​ – промежуток времени между этими же событиями в движущейся со скоростью ​\( v \)​ системе отсчета.

Это означает, что часы, движущиеся относительно инерциальной системы отсчета, идут медленнее неподвижных часов и показывают меньший промежуток времени между событиями (замедление времени).

Закон сложения скоростей в СТО записывается так:

где ​\( v \)​ – скорость тела относительно неподвижной системы отсчета, ​\( v’ \)​ – скорость тела относительно подвижной системы отсчета, ​\( u \)​ – скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной, ​\( c \)​ – скорость света.

При скоростях движения, много меньших скорости света, релятивистский закон сложения скоростей переходит в классический, а длина тела и интервал времени становятся одинаковыми в неподвижной и движущейся системах отсчета (принцип соответствия).

Для описания процессов в микромире классический закон сложения неприменим, а релятивистский закон сложения скоростей работает.

Полная энергия

Полная энергия ​\( E \)​ тела в состоянии движения называется релятивистской энергией тела:

Полная энергия, масса и импульс тела связаны друг с другом – они не могут меняться независимо.

Закон пропорциональности массы и энергии – один из самых важных выводов СТО. Масса и энергия являются различными свойствами материи. Масса тела характеризует его инертность, а также способность тела вступать в гравитационное взаимодействие с другими телами.

Важно!
Важнейшим свойством энергии является ее способность превращаться из одной формы в другую в эквивалентных количествах при различных физических процессах – в этом заключается содержание закона сохранения энергии. Пропорциональность массы и энергии является выражением внутренней сущности материи.

Энергия покоя

Наименьшей энергией ​\( E_0 \)​ тело обладает в системе отсчета, относительно которой оно покоится. Эта энергия называется энергией покоя:

Энергия покоя является внутренней энергией тела.

В СТО масса системы взаимодействующих тел не равна сумме масс тел, входящих в систему. Разность суммы масс свободных тел и массы системы взаимодействующих тел называется дефектом масс – ​\( \Delta m \)​.

Дефект масс положителен, если тела притягиваются друг к другу. Изменение собственной энергии системы, т. е.

при любых взаимодействиях этих тел внутри нее, равно произведению дефекта масс на квадрат скорости света в вакууме:

Экспериментальное подтверждение связи массы с энергией было получено при сравнении энергии, высвобождающейся при радиоактивном распаде, с разностью масс исходного ядра и конечных продуктов.

Это утверждение имеет разнообразные практические применения, включая использование ядерной энергии. Если масса частицы или системы частиц уменьшилась на \( \Delta m \), то при этом должна выделиться энергия ​\( \Delta E=\Delta m\cdot c2 \)​.

Кинетическая энергия тела (частицы) равна:

Важно!
В классической механике энергия покоя равна нулю.

Релятивистский импульс

Релятивистским импульсом тела называется физическая величина, равная:

где ​\( E \)​ – релятивистская энергия тела.

Для тела массой ​\( m \)​ можно использовать формулу:

В экспериментах по исследованию взаимодействий элементарных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света, подтвердилось предсказание теории относительности о сохранении релятивистского импульса при любых взаимодействиях.

Важно!
Закон сохранения релятивистского импульса является фундаментальным законом природы.

Классический закон сохранения импульса является частным случаем универсального закона сохранения релятивистского импульса.

Полная энергия ​\( E \)​ релятивистской частицы, энергия покоя ​\( E_0 \)​ и импульс ​\( p \)​ связаны соотношением:

Из него следует, что для частиц с массой покоя, равной нулю, ​\( E_0 \)​ = 0 и ​\( E=pc \)​.

Основные формулы раздела «Основы специальной теории относительности»

Источник: https://fizi4ka.ru/egje-2018-po-fizike/osnovy-specialnoj-teorii-otnositelnosti.html

Релятивистская механика. Принцип относительности Эйнштейна Повторим… Относительность

Релятивистская механика Эйнштейна

Релятивистская механика. Принцип относительности Эйнштейна

Повторим… Относительность механического движения состоит в … Материальная точка – это тело… В систему отсчета входят… Скорость – это векторная физическая величина, характеризующая… Ускорение — это векторная физическая величина, характеризующая… Первый закон Ньютона гласит… Второй закон Ньютона гласит…

Эйнштейн о СТО – специальной теории относительности «С тех пор, как за теорию относительности принялись математики, я её уже сам больше не понимаю».

Альберт Эйнштейн (1879 -1955) Великий физик 20 века, который, в частности более 30 лет пытался создать общую теорию, которая описывала бы поведение тел, движущихся со скоростью, близкой к скорости света (теорию относительности или релятивистскую механику от англ. Relativiti – относительность).

Главный вклад Эйнштейна Состоит в радикальном изменении основополагающих фундаментальных представлений о пространстве, времени, веществе и движении.

Исходные физические предпосылки СТО. Постоянство скорости света и её предельное значение.

Классическое представление о пространстве и времени Наш генетический опыт утверждает, что реальный физический мир характеризуется трёхмерным единым пространством-временем.

Это означает, что движение материального объекта в таком мире может быть описано в декартовой системе координат, каждая из трёх осей которой является пространственно-временной x, y, z ~ t = f (t).

Последнее обусловлено тем, что движения в пространстве и вне времени, равно как и движения во времени и вне пространства не бывает.

Что мы понимаем под термином «пространство» ? Пространство однородно и изотропно; Под однородностью подразумевается, что ни одна точка пространства ничем не отличается от другой; Изотропность – это равноправие по всем геометрическим свойствам всех направлений из одной точки. Как и в механике Ньютона, так и в СТО пользуются данной идеализацией – пустым однородным и изотропным пространством.

Что мы понимаем под термином «время» ? Время – способ упорядочения реальных событий и измерения относительной длительности процессов. Все физические процессы протекают в четырехмерном пространстве. Роль четвертого измерения (в дополнение к трем пространственным координатам x, y, z ) играет время.

Что изучает СТО? СТО – специальная теория относительности, которая рассматривает взаимосвязь физических процессов, происходящих только в инерциальных системах отсчета.

СТО в математической обработке Минковского имеет дело с четырёхмерным миром, в котором в дополнение к трём координатам реального пространства-времени вводится четвёртая координата – cit, где с — скорость света, i — мнимая единица.

Тем самым, реальный мир наделяется ещё одним — не реальным или мнимым временем it — и преобразуется в заведомо нереальный и потому парадоксальный.

Что изучает ОТО? ОТО – общая теория относительности, описывающая взаимосвязь физических процессов, происходящих в ускоренно движущихся друг относительно друга (неинерциальных) системах отсчета. ОТО является релятивистской теорией тяготения (гравитации). Согласно этой теории физическое пространство не является пустым вместилищем объектов.

СТО базируется на двух постулатах Постулат – это утверждение, лежащее в основе какой-либо теории.

Первый постулат теории относительности Все законы природы одинаковы в инерциальных системах отсчета. Является обобщением классического принципа относительности Галилея на все законы природы, который означает, что закон сложения скоростей справедлив для описания распространения. Означает, что все инерциальные системы отсчета (ИСО) эквивалентны (равноправны)

Второй постулат теории относительности Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Это означает, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника или скорости приёмника света. Постоянство скорости света – фундаментальное свойство природы.

Материальные тела не могут иметь скорость большую, чем скорость света. Данный постулат СТО согласуется с результатами опыта Майкельсона – Морли.

Опыт Майкельсона – Морли Проведен в 1881 г. Альбертом Майкельсоном и Эдуардом Морли.

В опыте оценивалось влияние скорости движения Земли вокруг Солнца на скорость распространения света от источника, находящегося на Земле.

Оказалось, что движение Земли вокруг Солнца не влияет на скорость распространения света. Результаты эксперимента доказали существенное расхождение классической теории с корректно поставленным физическим опытом.

Радиус черной дыры

Что представляет собой черная дыра? Самое необычное астрономическое явление; Образуется при гравитационном сжатии (коллапсе) массивной звезды; Интенсивное рентгеновское излучение звезды объясняется резким ускорением звездного вещества, втягивающегося в исключительно мощный гравитационный центр.

Как определить радиус черной дыры? Согласно первому постулату СТО максимальное значение второй космической скорости v max = c; Критический радиус (радиус Шварцшильда) – критический радиус черной дыры, соответствующий скорости света R ш =2 GM/c 2 Радиус черной дыры массой, равной массе Солнца (2*10 30 кг) равен 3 км. Поверхность черной дыры радиусом R ш называется горизонтом событий.

Кинематическая часть СТО

Следствия теории относительности Относительность времени (одновременность событий, порядок следования событий, замедление времени, «парадокс близнецов» ); Относительность расстояний.

Динамическая часть СТО

Релятивистский закон сложения скоростей Предпосылки создания закона: 1. Опыт Майкельсона – Морли показал, что скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости движения источника или приёмника света; 2.

Преобразования Галилея и закон сложения скоростей неверны при скорости движения, соизмеримой со скоростью света; 3. Классический закон сложения скоростей справедлив лишь в предельном случае: для скорости движения, малой по сравнению со скоростью света.

Релятивистский закон сложения скоростей имеет вид: v x =(v x’ +v)/(1+v x’ *v/c 2 ); Границы применимости закона: справедлив при любой скорости движущихся тел.

Закон взаимосвязи массы и энергии Масса покоя – масса тела в системе отсчета, относительно которой тело покоится (чем больше масса тела, т. е.

чем более оно инертно, тем сильнее тело сопротивляется изменению движения – m 0.

Согласно СТО, это сопротивление растет не только при росте массы покоя, но и при увеличении скорости тела: m = m 0 /( √ 1 -v 2 /c 2 ). Согласно СТО, энергия тела пропорциональна его массе: E=mc 2.

Значение СТО составляет фундамент многих современных разделов физики, в которых описывается движения и состояния объектов в пространстве и времени (электродинамика, квантовая электродинамика, ядерная физика, физика элементарных частиц).

Важным релятивистским объектом является электромагнитное поле; С большой точностью измерена скорость света (для красного лазерного света получено с=299 792 462 +- 18 м/с СТО определяется как физическая теория пространства и времени в частном случае инерциальных систем отсчета.

Вопросы для контроля Что показал эксперимент Майкельсона –Морли? Сформулируйте первый и второй постулаты теории относительности.

Что такое радиус Шварцшильда и горизонт событий? Почему, глядя на звездное небо, мы как бы зондируем прошлое? Почему при движении замедляется не только ход часов, но и протекание всех физических и химических процессов в человеческом организме? Почему нагревание образца приводит к увеличению его массы? Кратко сформулируйте основные результаты, полученные СТО.

Источник: https://present5.com/relyativistskaya-mexanika-princip-otnositelnosti-ejnshtejna-povtorim-otnositelnost/

Релятивистская механика Эйнштейна

Релятивистская механика Эйнштейна

На протяжении двух веков научным сообществом считалось, что применение на практике ньютоновской механики дает гарантии правильности решения многих задач. Непоколебимость основных постулатов классической механики существовали в рамках законов Исаака Ньютона и относительности Галилея.

Однако с развитием новых знаний стали известны электромагнитные процессы.

В это время основную роль в развитии релятивистской механики сыграли открытия в области электромагнетизма, где выявились существенные ограничения использования классических постулатов механики Ньютона и его последователей.

Рисунок 1. Постулаты теории относительности Эйнштейна. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Центральное место в зарождении квантовой теории физических процессов и его релятивистского направления стали представления об электромагнитных магнитных полях и его свойствах.

Они представляются как совершенно особый вид материи, однако не могут соответствовать ньютоновским законам классической механики. Теперь их принято выражать в виде специальных математических уравнений, сформулированных Максвеллом.

Они отвечали принципиально иным условиям и требованиям и основывались на классической теории электромагнетизма.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Недостатки теории электромагнитного поля Максвелла

Рисунок 2. Уравнения Максвелла. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Через некоторое время удалось выделить сразу несколько основных недостатков в теории электромагнитного поля, представленной ученым Максвеллом:

  • теория плохо совмещалась с принципами относительности движения в классической физике из-за неинвариантных уравнений по преобразованиям Галилея;
  • истинная картина физической реальности не полностью совпадала с теоретическими рассуждениями, что порождало различные противоречивости.

Эйнштейн попытался внести свой вклад в достижении реальных показателей теории электромагнитных полей, поэтому рассуждал со своей позиции теории относительности.

Отмечалось, что Максвелл верно в целом описывал поведение и взаимодействие заряженных частиц, однако теоретического оформления увиденных опытов практически не было представлено, что казалось большой ошибкой при полноценном исследовании.

Максвелл упускал из виду теорию подобных заряженных частиц, поэтому непонятно на каком уровне они могли рассматриваться.

Если не было обоснования, то стоило применять основы классической механики, а частицы рассматривать в виде материальных точек, которые располагались бы в пространстве дискретным образом. Однако это полностью противоречило понятию магнитного поля, поэтому теория нуждалась в доработке.

Замечание 1

В классической механике объектами изучения были точки пространства, моменты времени, материальные точки. Однако одновременно они не могли рассматриваться как единый объект изучения.

Поэтому Эйнштейн начал опровергать такие противоречия в своей теории относительности.

Согласно ей, объектами выступают физические величины, как единый объект изучения теории относительности, в том числе пространство, время, материя и движение.

Реальностью в физическом воплощении можно представить только сами события. Они предполагают наличие четырех измерений, так как все законы бытия формируются вокруг четырехмерного пространства и проистекают в нем.

Появление релятивистской механики

После нескольких неудачных попыток доработать преобразования Галилея Максвеллом уравнения показали, что они неинвариантны им. Свои преобразования пытался ввести Лоренц, чтобы видоизменить классические правила механики на новый уровень уравнений Максвелла, однако это выглядело неестественным образом и все преобразования почти не имели физический смысл.

Затем Эйнштейн дедуктивным методом построил теорию. Она могла наполнить смыслом преобразования Лоренца, и теория относительности была полностью сформирована. Его теория относительности стала объединять электромагнитную теорию Максвелла и классическое представление механики Ньютона.

Подобный метод преобразований вошел в историю под названием релятивистская механика. Механика Эйнштейна может изучать движение материальных объектов при сверхбольших скоростях, сопоставимых со скоростью распространения света. Он равен 300000 километрам в секунду.

Также все процесс и явления могли фиксироваться в условиях безвоздушной среды (вакуума).

Рисунок 3. Преобразования Лоренца. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В основе релятивистской механики лежит несколько принципов:

  • принцип относительности движения;
  • принцип постоянства скорости света в вакууме.

При определении принципа относительности движения имеет смысл равноправия инерциальных систем отсчета, где действует закон инерции. В этом случае, любая другая система отсчета, которая движется поступательным и равномерным способом относительно инерциальной системы отсчета сама является такой же инерциальной системой.

Определение 1

Следует помнить, что поступательным движением принято считать такое движение, когда все его точки в данный момент времени движутся одинаково.

Равномерным прямолинейным движением называют такое движение тела, когда оно осуществляется по направлению и модулю постоянно.

Тогда любое тело с подобными характеристиками скорости будет проходить за одинаковое количество времени определенный путь, расстояние.

При рассмотрении принципа постоянства скорости света в вакууме необходимо учитывать такую постоянную величину в любых расчетах. Скорость света принято обозначать в формулах буквой c. Известно, что скорость света в вакууме не зависит от движения источника света. Из этого следует, что световые волны имеют максимальную скорость распространению любых взаимодействий в известном физическом мире.

Релятивистские эффекты

Рисунок 4. Релятивистские эффекты. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Существует ряд релятивистских эффектов теории механики от Эйнштейна:

  • пространственные размеры изучаемого объекта укорачиваются с ростом механической скорости;
  • время протекания процессов у объекта замедляется по определенной формуле с ростом механической скорости объекта;
  • масса объекта увеличивается по определенной формуле с ростом механической скорости объекта.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/mehanika/relyativistskaya_mehanika_eynshteyna/

Booksm
Добавить комментарий