Экспериментальные основы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна

1.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ
ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. ПОСТУЛАТЫ ЭЙНШТЕЙНА.
ЗАВИСИМОСТЬ МАССЫ ОТ СКОРОСТИ.
ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ МАССЫ И ЭНЕРГИИ
БЕЛОЗЕРОВА М.Ю.
ЧУОО «ПАВЛОДАРСКИЙ ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ УПРАВЛЕНИЯ»

2.

Долгое время считалось, что принцип
относительности Галилея справедлив только в механике и
несправедлив в электродинамике. Такая трактовка
принципа относительности была связана с ошибочным
пониманием электромагнитных явлений.
Считалось, что электромагнитные волны (в том
числе и свет) – это волны, распространяющиеся в особой
среде – «мировом эфире», заполняющем все
пространство. Но все попытки обнаружить явления,
подтверждающие существования «мирового эфира»,
оканчивались неудачей. Переход к современной точке
зрения на электромагнитные явления, которая отрицает
существование эфира, был сделан А.Эйнштейном в 1905 г.

3.

ПОСТУЛАТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО)
Для описания движений, совершающихся со скоростями равными с. Эйнштейн создал
релятивистическую механику, т.е. механику, учитывающую требование специальной теории
относительности.
Основу этой теории образуют два постулата, которые носят названия принципа
относительности Эйнштейна и принципа постоянства скорости света:
1. Согласно принципа относительности Эйнштейна: любые физические явления при
одинаковых условиях протекают одинаково в любых инерциальных системах отсчета.
2. Принцип постоянства скорости света утверждает: во всех инерциальных
системах отсчета скорость света в вакууме является предельной скоростью и не зависит от
скорости движения источника и наблюдателя.

4.

Опыт, подтверждающий справедливость постоянства скорости света и
независимости ее от скорости движения источника и наблюдателя показан на
Рисунке.
Во всех перечисленных случая скорость света не зависит от скорости движения
источника света и наблюдателя

5.

Создание теории
относительности
показало,
что время не абсолютно.

6.

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ
РАССТОЯНИЯ
Расстояние не является абсолютной величиной, а
зависит от скорости движения тела относительно
данной системы отсчета.
где ᶩ0– длина покоящегося тела, ɩ – длина
движущегося тела.
При движении тела со скоростью близкой к
скорости света, размеры тела уменьшаются.

7.

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ
ПРОМЕЖУТКОВ
ВРЕМЕНИ
При движении со скоростью близкой к скорости
света время также перестают быть абсолютной
величиной.
где τ0 – время в покоящейся системе отсчета,
τ– время движущейся системе отсчета.
При движении тела со скоростью близкой к
скорости света промежутки времени (τ)
увеличиваются, а время замедляется.

8.

РЕЛЯТИВИСТСКИЙ
ЗАКОН СЛОЖЕНИЯ
СКОРОСТЕЙ
В случае если системы двигаются со
скоростями во много раз меньше скорости
света, то:
v1 v 2
v1 v 2
u
u
v1 v 2
v1 v 2
1 0
1 ( 2 ) 0
c
получаем классический закон сложения
скоростей

9.

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ
МАССЫ
При увеличении скорости тела его масса
также увеличивается формула,
выражающая зависимость массы тела от
скорости имеет вид
, где m0 – масса в покоящейся системе
отсчета, m– масса в движущейся системе
отсчета.
При движении тела со скоростью близкой к
скорости света масса тела увеличивается.

10.

ИМПУЛЬС ТЕЛА
Как следствие из выражения мы можем
рассчитать релятивистский импульс.
При движении тела со скоростью близкой к
скорости света импульс тела увеличивается.

11.

Закон взаимосвязи массы и энергии гласит:
ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ
МАССЫ И ЭНЕРГИИ
Энергия тела или системы тел равна
произведению массы тела (системы тел) и
квадрата скорости света.
При изменении массы тела изменяется его
энергия и наоборот.
Один из выводов данного закона гласит: любое
тело обладает энергией уже в результате
своего существования.

12.

энергия покоя тела
релятивистская связь энергии и импульса

13.

Создал новое учение о пространстве и
времени — специальную теорию
относительности.
Обобщая эту теорию для неинерциальных
систем отсчёта, разработал общую теорию
относительности, представляющую собой
современную теорию тяготения.
Впервые ввёл представление о частицах света
— фотонах.
Альберт Эйнштейн
1879–1955 гг.

14.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Прочесть Учебник «Физика 11 класс. 2 часть» с. 5 - 22
2. Составить опорный конспект из материала 56.docx и презентации 56.СТО.pptx
3. Решить Упр20(1) Упр21(1)