Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 22

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 236 >> Следующая

§ 1.5.1. ПОСТУЛАТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ 71

Глава 1.5

ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

§ 1.5.1. Постулаты специальной теории относительности

1°. Специальная теория относительности (ее часто называют также частной теорией относительности) представляет собой современную физическую теорию пространства и времени. Специальная теория относительности и квантовая механика (VI. 1.1.1°) служат теоретической базой современной физики и техники (например, ядерной физики и техники). Специальную теорию относительности часто называют релятивистской теорией, а специфические явления, описываемые этой теорией, — релятивистскими эффектами. Как правило, релятивистские эффекты проявляются при скоростях движения тел, близких по величине к скорости света в вакууме с = 3 • IO8 м/с и называемых релятивистскими скоростями. Релятивистской механикой называется механика движений с релятивистскими скоростями, основанная на специальной теории относительности.

В специальной теории относительности так же, как и в классической ньютоновской механике, предполагается, что время однородно (1.3.4.2°), а пространство однородно (1.2.7.1°) и изотропно (1.4.4.1°).

2°. В основе специальной теории относительности лежат два основных принципа, принимаемых в качестве исходных постулатов.

Первый постулат является обобщением механического принципа относительности Галилея (1.2.8.4°) на любые физические процессы. Этот постулат, называемый принципом относительности, или релятивистским принципом относительности Эйнштейна, гласит: в любых инерциальных системах отсчета (1.2.1.2°) все физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Иначе говоря, принцип относительности утверждает, что физические законы независимы (инвариантны) по отношению к выбору инерциальной системы отсчета: уравнения, выражающие эти законы, имеют
72

ГЛ. 1.5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета. Следовательно, на основе любых физических экспериментов, проведенных в замкнутой системе тел (1.2.2.4°), нельзя установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно (относительно какой-либо инерциальной системы отсчета). В физике все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. Основываясь на физических экспериментах, нельзя выбрать из множества инерциальных систем отсчета какую-то главную («абсолютную») систему отсчета, обладающую какими-либо качественными отличиями от других инерциальных систем отсчета.

3°. Второй постулат выражает принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от движения источника света. Она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета, являясь одной из важнейших физических постоянных. Опыты показывают, что скорость света в вакууме с — предельная скорость в природе. Скорость любых частиц и тел, а также скорость распространения любых взаимодействий и сигналов не может превосходить с.

Указанные специфические закономерности процесса распространения света в вакууме позволяют использовать этот реальный физический процесс для установления процедуры хронометризации системы отсчета, т. е. для синхронизации часов, расположенных в разных точках пространства и перемещающихся вместе с рассматриваемой системой отсчета (1.5.2.3°).

4°. Постулаты специальной теории относительности противоречат представлениям о свойствах пространства и времени, которые приняты в классической механике и отражены в преобразованиях Галилея (1.2.8.1°). В частности, это относится к считающемуся в механике Ньютона «само собой разумеющимся» утверждению об одинаковости хода времени во всех инерциальных системах отсчета и, следовательно, об абсолютности промежутка времени между какими-либо двумя событиями. Например, если два события происходят одновременно по часам в одной инерциальной системе отсчета, то они, согласно классическим представлениям, совершаются также одновременно по часам в любой другой инерциальной системе отсчета.
§ 1.5.2. ОДНОВРЕМЕННОСТЬ СОБЫТИЙ

73

Указанное противоречие можно пояснить на следующем примере (рис. 1.5.1). Имеются две инерциальные системы отсчета — неподвижная система К и система К', движущаяся вдоль оси OX с постоянной скоростью V. Пусть в момент начала отсчета времени в обеих системах К и К' (t = t' =

= 0), когда их начала координат О и О' совпадают, в точке О производится мгновенная световая вспышка. К моменту времени t > 0 свет, распространяясь в вакууме со скоростью с, достигнет в системе отсчета К точек поверхности сферы с центром в точке О и радиусом, равным Ct.

В системе К' можно считать, что световая вспышка произошла в момент времени t' = Ob точке О'. Поэтому, согласно постулатам специальной теории относительности, к моменту времени t' — t свет в системе К' достигнет точек сферы того же радиуса ct, что и в системе К, но с центром в точке О', находящейся в это время не в точке О, а на расстоянии Vt от нее. Таким образом, соединение постулатов специальной теории относительности и классических представлений об абсолютном времени, идущем одинаково во всех системах отсчета, приводит к абсурду — свет вспышки должен одновременно достигать точек пространства, принадлежащих двум разным сферам.
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed