Инженерная графика
Физика
Атомные станции
Строймех
ТКМ
Начертательная геометрия
Экология энергетики
Сопромат
Готика
Черчение
Теплотехника
Математика

Театр

Конспект лекций
Атомная энергетика
Карта

Основы специальной теории относительности Теория относительности

 

ПРОБЛЕМА ПРАВИЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВНИЙ ЛОРЕНЦА.

 Основные преобразования инвариантности -так называемые преобразования Лоренца: 

 

были опубликованы Лоренцем в 1904 г. в упомянутой работе.

 

 Пуанкаре понял, что преобразования, найденные Лоренцем, составляют группу преобразований инвариантности четырехмерного пространства-времени, координатными осями которого являются являются пространственные оси x,y,z  и ось времени t. Он же назвал преобразования, найденные Лоренцем,”преобразованиями Лоренца”.

 В знаменитой работе 1905 г. Эйнштейн сформулировал независимо от Пуанкаре общефизический принцип относительности для инерциальных систем отсчёта и, как он сам утверждал и как это часто утверждают другие, дал физически единственно правильную интерпретацию формулам преобразования Лоренца.

 Эйнштейн заявил. что преставление о времени. которое существовало в физике со времён Галилея и Ньютона, ошибочно, что его надо исправить, т.е. строгим фомальным образом определить, что такое “время”. Это его утверждение основывалось на предложенном им в работе 1905 г. кинематическом, т.е. в отличие от работ Лоренца никак не связаны с электродинамикой, выводе формул преобразований Лоренца, выведенных, как Эйнштейн считал, только из правильного, предложенного им в этой работе понимания понятия времени.

 Родившаяся с появлением работы Эйнштейна 1905 г. так называемая специальная теория относительности оказалась исключительно полезной в физике микромира и стала широко использоваться в бурно развивавшихся в XX в. атомной физике, ядерной физике и физике элементарных частиц, т.е. в микрофизике.

 Вообще считается, что в физике XX в. имеется только два главных фундаментальных теоретических достижения: теория относительности и квантовая механика.

Третий закон Ньютона

 Третий закон Ньютона формулируется следующим образом:

 При взаимодействии физические тела действуют друг на друга с силами, одна из которых называется силой действия, а другая – противодействия, одной и то же природы, направленными вдоль прямой, соединяющей центры масс взаимодействующих тел, равными по модулю и противоположными по направлению.

1087.gif

(3.4)

 Силы 1088.gif и 1089.gif появляющиеся при взаимодействии тел, приложены к разным телам и поэтому по отношению к конкретному физическому телу силы действия и противодействия не могут уравновешивать друг друга.

 Для системы тел или материальных точек взаимодействие сводится к силам парного взаимодействия между ними, которое по третьему закону Ньютона всегда равны по модулю и противоположны по направлению, вследствие чего геометрическая сумма всех внутренних сил исходной системы будет равна нулю.

 В частности .

3.10. Преобразование координат Галилея и механический принцип относительности

288.gif
Рассмотрим две системы отсчета: неподвижную (К) и движущуюся относительно первой вдоль оси Х с постоянной Х с постоянной скоростью 004.gif(K’). Координаты тела М в системе К x:y:z , а в системе К’ - x’:y’:z’. Эти координаты связаны между собой соотношениями, которые называются преобразованием Галилея

002.gif

 Дифференцируя эти уравнения по времени и учитывая, что 1091.gif, найдем соотношения между скоростями и ускорениями:

1095.gif

1096.gif

1097.gif

1098.gif

1099.gif

1100.gif

 Таким образом, если в системе К тело имеет ускорение а, то такое же ускорение оно имеет и в системе К’.

  Согласно второму закону Ньютона:

1102.gif

т.е. второй закон Ньютона одинаков в обоих случаях.

  При 1103.gifдвижение по инерции, т.о., справедлив и первый закон Ньютона, т.е. рассматриваемая нами подвижная система является инерциальной.

 Следовательно, уравнения Ньютона для материальной точки, а также для произвольной системы материальных точек одинаковы во всех инерциальных системах отсчета - инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея.

 Этот результат называется механическим принципом относительности (принцип относительности Галилея), и формулируется следующим образом:

  равномерное и прямолинейное движение (относительно какой-либо инерциальной системы отсчета) замкнутой системы не влияет на закономерности протекания в ней механических процессов.

 Следовательно, в механике все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. Поэтому никакими механическими опытами внутри системы нельзя обнаружить движется ли система равномерно и прямолинейно или покоится.