Сборник задач по общему курсу физики, 1979 М/у Механика №1885, электростатика №1990. Физические основы механики

Постулаты специальной теории относительности.
Современная физическая теория пространства и времени составляет раздел физики, называемый специальной теорией относительности (СТО).
В основе этой теории, созданной в 1905 г. А. Эйнштейном для инерциальных систем отсчета, лежат 2 постулата, вытекающие из опытных данных:
1. принцип относительности:
никакими опытами (механическими, электрическими, магнитными, оптическими и т.д.), проведенными в замкнутой системе отсчета, нельзя установить, движется эта система прямолинейно и равномерно или покоится.
2. принцип постоянства скорости света:
свет в любой инерциальной системе отсчета распространяется с одной и той же скоростью, независимо от того, испущен он движущимся или неподвижным источником.
Эти постулаты относятся к фундаментальным законам природы, область их применения до настоящего времени является всеобъемлющей. Рассмотрим выводы, вытекающие из этих постулатов.

Относительность одновременности.

Рассмотрим 2 инерциальные системы координат Oxyz и O’x’y’z’, движущиеся относительно друг друга с постоянной скоростью вдоль оси x. В момент времени точки O и O’ совпадали. Пусть в начальный момент времени в начале координат произошла вспышка света.

В системе Oxyz свет распространяется со скоростью c. В системе O’x’y’z’ , как следует из преобразований Галилея, скорость света равна , т.е. . Возникает противоречие между принципом относительности и принципом постоянства скорости света.
Таким образом, из принципов СТО следует, что преобразования Галилея неверны.
Эйнштейн обнаружил причину возникшего противоречия. Дело в том, что в классической механике предполагалась, что время течет одинаково во всех инерциальных системах отсчета: . Из возникшего противоречия Эйнштейн сделал вывод:
время не является абсолютным, время течет по-разному в различных инерциальных системах отсчета.
Это значит, что промежуток времени между одними и теми же событиями различен в различных инерциальных системах отсчета. События одновременные в одной инерциальной системе, происходят неодновременно в другой.

Пусть в системе O’x’y’z’, движущейся со скоростью относительно системы Oxyz, находится источник света S и два приемника A и B на равном расстоянии друг от друга. С точки зрения наблюдателя K’ свет придет одновременно в приемники A и B.

Для наблюдателя K приемник A движется навстречу лучу, приемник B удаляется от него, поэтому свет раньше придет в приемник A.