Специальная теория относительности

1. Специальная теория относительности.

2.

Принцип относительности
Галилея:
Все механические явления протекают одинаково во всех инерциальных
системах отсчета.
Распространяется ли принцип Галилея на все явления в природеэлектромагнитные явления, распространение света и.т.д.
2

3.

В вагоне, движущемся относительно полотна
железной дороги, посылается световой сигнал в
направлении движения.
c
v
Какова скорость светового
сигнала относительно
человека в вагоне?
Какова скорость светового
сигнала относительно
человека на земле по законам
классической физики??

4.

В вагоне, движущемся относительно полотна железной
дороги, посылается световой сигнал против движения.
c
v
Какова скорость светового сигнала
относительно человека в вагоне?
Какова скорость светового
сигнала относительно
человека на земле по
законам классической
физики?

5.

Получается , что одно и тоже
явление распространение света по разному происходит в
различных инерциальных системах отсчета , то
есть принцип относительности Галилея
не применим для электромагнитных явлений????
Самое главное, во втором случае
скорость
света
получается
больше c???
Таким образом в конце 19- начале 20 века физика
попала в трудное положение, когда законы
классической
физики
не
смогли
обьяснить
явление распространения света

6. Из истории СТО.

Специальная теория относительности была
разработана в начале XX века усилиями Г. А.
Лоренца, А. Пуанкаре, А. Эйнштейна и других
учёных. Экспериментальной основой для
создания СТО послужил опыт Майкельсона. Его
результаты оказались неожиданными для
классической физики своего времени:
независимость скорости света от направления
(изотропность) и орбитального движения
Земли вокруг Солнца. Попытка
интерпретировать этот результат в начале XX
века вылилась в пересмотр классических
представлений, и привела к созданию
специальной теории относительности.

7. СТО

• Специальная
теория
относительности
(СТО)
—
теория,
описывающая
движение, законы механики и
пространственновременные
отношения
при
произвольных
скоростях
движения, меньших скорости
света в вакууме, в том числе
близких к скорости света. В
рамках специальной теории
относительности
классическая
механика
Ньютона
является
приближением
низких
скоростей.
Обобщение
СТО
для гравитационных полей
называется общей теорией
относительности.

8. СТО

Специальная
теория
относительности
была
разработана в начале XX века
усилиями Г. А. Лоренца, А.
Пуанкаре и А. Эйнштейна

9. Г.А. Лоренц

А. Эйнштейн

10. Г. А. Лоренц

«Положение вещей было бы
удовлетворительным, если бы
можно
было
с
помощью
определенных
основных
допущений показать, что многие
электромагнитные
явления
строго, то есть без какого-либо
пренебрежения членами высших
порядков,
не
зависят
от
движения системы. … На
скорость налагается только то
ограничение, что она должна
быть меньше скорости света»

11. А. Эйнштейн

создатель общей теории
относительности

12. История создания СТО

Говорят, что прозрение пришло
к Альберту Эйнштейну в одно
мгновение. Ученый якобы ехал на
трамвае по Берну (Швейцария),
взглянул на уличные часы и
внезапно осознал, что если бы
трамвай сейчас разогнался до
скорости света, то в его восприятии
эти часы остановились бы — и
времени бы вокруг не стало. Это и
привело его к формулировке одного
из
центральных
постулатов
относительности — что различные
наблюдатели
по-разному
воспринимают
действительность,
включая столь фундаментальные
величины, как расстояние и время.

13. Постулаты СТО

1 ПОСТУЛАТ :
Все процессы природы протекают одинаково во всех
ИСО.
Это означает, что во всех инерциальных системах физические
законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким
образом, принцип относительности классической механики
обобщается на все процессы природы, в том числе и на
электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют
принципом относительности Эйнштейна

14. Постулаты СТО

2 ПОСТУЛАТ :
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.

15. СТО.

СТО позволила разрешить все
проблемы «доэйнштейновской»
физики и объяснить
«противоречивые» результаты
известных к тому времени
экспериментов в области
электродинамики и оптики. В
последующее время СТО была
подкреплена экспериментальными
данными, полученными при
изучении движения быстрых частиц
в ускорителях, атомных процессов,
ядерных реакций и т. п.

16.

17.

18.

19.

20. Основные следствия из специальной теории относительности Эйнштейна (1905 г.)

1.
При движении с околосветными скоростями длина тела
зависит от скорости , чем больше скорость , тем меньше
длина тела в направлении движения.
2.
При движении с околосветными скоростями масса тела
зависит от скорости , чем больше скорость , тем больше
масса тела.
3.
При движении с околосветными скоростями время зависит
от скорости , чем больше скорость , тем меньше
промежутки времени , то есть время на движущихся часах
замедляется.
4.
Невозможность скоростей равных или больших скорости
света.
5.
Взаимосвязь массы и энергии
20

21.

22.

23.

Сам эксперимент собственно вот в чем: на земле живут два
брата-близнеца – Костя и Яша. Если бы браться жили на Земле,
то они синхронно прошли бы все стадии старения. Но всё
происходит не так. Еще подростком Костя, назовём его
космическим братом, садится в ракету и отправляется к звезде,
расположенной в нескольких десятках световых лет от
Земли. Полёт совершается с околосветной скоростью и поэтому
путь туда и обратно занимает шестьдесят лет.
Яша, которого назовём земным братом, никуда не летит, а
терпеливо ждет своего родственника дома. Когда космический
брат возвращается, то земной оказывается постаревшим на
шестьдесят лет. Однако, поскольку космический брат находился
всё время в движении, его время шло медленнее, поэтому, по
возвращении, он окажется постаревшим всего на 30 лет. Один
близнец окажется старше другого!
23

24. Ошибки теории

Итак, приходится признать, что теория
относительности
не
доказана
экспериментальным путем, а все так
называемые
доводы
и
доказательства
вызывают резонные возражения.
Пример: Если время не замедляется, как обещал нам
Эйнштейн, то инопланетяне никогда не доберутся до
нас, равно как и мы до них. Человек, отправившийся в
великое космическое путешествие старится теми
же темпами, что и его брат-близнец - домосед,
дряхлеющий где-нибудь в городской квартирке.