Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бёрке У. -> "Пространство-время, геометрия, космология. " -> 24

Пространство-время, геометрия, космология. - Бёрке У.

Бёрке У. Пространство-время, геометрия, космология. — М.: Мир, 1985. — 416 c.
Скачать (прямая ссылка): pronstranstvovremyageometriya1985.djvu
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 139 >> Следующая


Рис. 6.6

Построение системы отсчета, специализированной по световому сигналу. Первый сдвиг осуществляется вдоль направления распространения левого светового сигнала. Второй сдвиг является преобразованием сжатия вдоль направления распространения правого светового сигнала.

сказать, что скорость света различна для различных направлений распространения света. Другой наблюдатель, работающий в системе, специализированной по световому сигналу, будет считать первого безумцем, поскольку для него скорость света постоянна по определению. Внимательно подумайте, насколько оба этих наблюдателя правы и не правы в одно и то же время. Тот, кто связан путами ньютоновой философии, считает время более фундаментальным понятием, чем свет, и выбор любой системы отсчета, кроме системы, специализированной 6. Световые сигналы и канонические системы отсчета

65

по времени, кажется ему странным. Революционная идея, которую внесла специальная теория относительности, состоит в том, что свет играет более важную роль, чем время.

В специальной теории относительности очень красиво разрешается конфликт между часами и световыми сигналами. Там Спецрелятивистские часы его просто не существует. В одной и той же системе отсчета выглядят проще и поведение часов, и распространение световых сигналов. Оказывается, что мировые линии световых сигналов являются асимптотами для гиперболы которая изображает поведение часов (рис. 6.7). Мы не смогли бы должным образом оценить это, если бы прежде не рассмотрели часы, измеряющие абсолютное время.

Связанная с мировой линиией W каноническая система отсчета — это инерциальная система отсчета{ где световые сигналы распространяются вдоль прямых, тангенс угла наклона которых равен единице, а мировая линия W расположена вертикально.

[Не существует общепринятого определения, аналогичного данному. Это определение принадлежит автору.]

В гипотетическом случае часов, измеряющих абсолютное время, можно специализировать выбор системы отсчета. Существует только одна каноническая система отсчета, в которой изображающая хроноструктуру линия .с/ перпендикулярна выделенной мировой линии. Мы будем называть ее привилегированной системой отсчета. В такой системе отсчета физические закономерности выглядят особенно просто.

Нашу теорию, в которой частицы и световые сигналы представляют собой первичные элементы, не следует считать наиболее фундаментальной из существующих в настоящее время теорий. Свет лучше описывается электродинамикой Максвелла, а частицы — квантовой механикой. Но было бы неправильно начинать с изучения этих теорий, так как их язык покоится на понятиях инерциальной системы и лоренцевой симметрии хода часов и световых сигналов. В гл. III мы подойдем ближе к этим более последовательным теориям, выбрав волновой пакет в качестве первичного понятия. Соответствующая теория называется полуклассической.

Рис. 6.7

Кривая, изображающая поведение реальных часов в специальной теории относительности. Оси координат не изображены, чтобы подчеркнуть независимость полученного представления от выбора системы координат.

5-649 66

Гл. I. Специальная теория относительности

Рис. 6.8

ЗАДАЧИ

6.1. <25) Найдите матрицы, которые соответствуют преобразованиям, изображенным на рис. 6.5. Углы равны 30°, 45° и 60°.

6.2. (25) Проделайте то же самое для преобразований, изображенных на рис. 6.6.

6.3. (20) Графически и аналитически найдите преобразование к канонической системе отсчета для световых сигналов и мировой линии W, изображенных на рис. 6.8.

6.4. (30) Найдите каноническую систему отсчета, специализированную по световому сигналу, для гипотетических часов, для которых множество имеет вид

t* — г* =

1,

если мировые линии световых сигналов описываются уравнением

Ii = Xi.

Мировая линия W составляет угол 30° с вертикалью.

6.5. (35) В случае гипотетической ситуации, когда часы измеряют абсолютное время, найдите способ измерения скорости относительно привилегированной системы отсчета, описанной на стр. 65, используя только часы и световые сигналы.

7. Специальная теория относительности

Мне не хотелось бы переубеждать Вас, сударь, но должен заметить, что это неверно.

Г. Лихтенберг

[Обратите внимание на этот перечень первичных понятий: не время, а часы являются одним из основных элементов специальной теории относительности.]

Мы завершили обсуждение основных представлений специальной теории относительности. Частности, речь о которых пойдет в оставшихся разделах настоящей главы, вытекают из этих представлений. Причем вплоть до последнего раздела, где будут рассмотрены энергия и импульс, нам не придется сталкиваться с какими-либо новыми физическими идеями. Но прежде чем двигаться дальше, вернемся еще раз к основным понятиям.

В моделях, рассматриваемых в специальной теории относительности, физическая реальность описывается с помощью таких первичных понятий, как события, свободные частицы, часы и световые сигналы. Согласно нашим основным постулатам, существует такое представление физических процессов с 7. Специальная теория относительности
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 139 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed