|
Принцип относительности в КМ
В основе классической механики лежит механический принцип относительности (или принцип относительности Галилея): законы динамики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
Этот принцип означает, что законы динамики инвариантны (т. е. неизменны) относительно преобразований Галилея:
Предполагается, что в начальный момент оси координат обеих систем совпадают
Из преобразований Галилея следует классический закон преобразования скоростей при переходе от одной системы отсчета к другой.
СТО - физическая теория пространства и времени, учитывающая существующую между ними взаимосвязь геометрического характера.
В ее основе лежит “принцип относительности” или “постулат относительности”, т.е. отрицание представления об абсолютной неподвижной системе отсчета, связанной с неподвижным эфиром.
Пуанкаре: “Эта невозможность показать опытным путем абсолютное движение Земли представляет закон природы; мы приходим к тому, чтобы принять этот закон, который мы назовем постулатом относительности, и примем его без оговорок.”
Основным отличием представлений о пространстве и времени теории относительности от представлений ньютоновской физики является взаимосвязь пространства и времени.
Эта взаимосвязь раскрывается в формулах преобразования координат и времени при переходе от одной системе отсчета к другой (преобразования Лоренца).
Вообще каждое физическое явление протекает в пространстве и времени и не может быть изображено в нашем сознании иначе, как в пространстве и во времени.
Пространство и время суть формы существования материи. Никакой материи не существует вне пространства и времени.
Конкретным изображением пространства и времени является система отсчета, т.е. координатно-временное многообразие чисел составляющие воображаемую сетку и временную последовательность всех возможных пространственных и временных точек. Одно и то же пространство и время могут изображаться различными координатно-временными сетками (системами отсчета).
Преобразования Лоренца, отражающие свойства пространства-времени, были выведены Эйнштейном, исходя из 2 постулатов: принципа относительности и принципа постоянства скорости света.
1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, находящихся относительно друг друга в равномерном поступательном движении, эти изменения состояния относятся.
2. Каждый луч света движется в “покоящейся” системе координат с определенной скоростью , независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом.
В основе СТО лежат два принципа или постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 г.
Принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Т.о., принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют принципом относительности Эйнштейна.
Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.
Одним из важнейших следствий из преобразований Лоренца является вывод об относительности одновременности. Пусть, например, в двух разных точках системы отсчета K' (x'1 ≠ x'2) одновременно с точки зрения наблюдателя в K' (t'1 = t'2 = t') происходят два события. Согласно преобразованиям Лоренца, в системе K эти события, оставаясь пространственно разобщенными, оказываются неодновременными.
Более того, знак разности t2 – t1 определяется знаком выражения υ(x'2 – x'1), поэтому в одних системах отсчета первое событие может предшествовать второму, в то время как в других системах отсчета, наоборот, второе событие предшествует первому.
Этот вывод СТО не относится к событиям, связанным причинно-следственными связями, когда одно из событий является физическим следствием другого. Можно показать, что в СТО не нарушается принцип причинности, и порядок следования причинно-следственных событий одинаков во всех инерциальных системах отсчета.
В КМ масса тел – величина постоянная.
Опыты с быстро движущимися электронами показали, что масса тела зависит от скорости его движения, а именно возрастает по закону:
m 0 – масса покоя
материальной точки, т.е. масса
измеренная в ИСО, относительно
которой точка покоится, m – масса
точки в ИСО, относительно которой она движется со скоростью v.
Do'stlaringiz bilan baham: |
