Специальная теория относительности. выводы общей теории относительности.

Введение 3
Динамика специальной теории относительности 4
Закон взаимосвязи массы и энергии 6
Философский анализ взаимосвязи массы и энергии 8
Физика пространства и времени. принцип эквивалентности 9
Эффект Доплера для световых волн 13
Красное смещение в спектрах галактик 14
Заключение 17
Список использованной литературы 18

Динамика специальной теории относительности
Степени взаимодействия одного тела с другим есть сила. Масса тела вводится как индивидуальная стала характеристика, измеряется инертностью тела. Важным этапом в развитии механики стало введение более абстрактных понятий: импульс ( и кинетической энергии тела (Е = mυ2/2).
Импульс и кинетическая энергия - две различные меры движения. Кинетическая энергия как величина скалярная характеризует движение только с количественной стороны , импульс как величина векторная показывает еще и направление движения. Классическая динамика основывается на втором законе Ньютона, который утверждает, что изменение импульса пропорциональна действующей силе и происходит в направлении действия силы [2, c.
...

Закон взаимосвязи массы и энергии
Пусть на свободное тело с массой m действует сила F. Элементарная работа, которую выполняет сила, перемещая тело на расстояние dl, составит dА = Fdl. После преобразований получим
(5)
где β = υ/с; υ - скорость тела; G - постоянная интегрирования [2, c. 22]. Поскольку m= const, работа А идет исключительно на предоставление телу кинетической энергии:
(6)
Постоянную G определим из условия, что при υ = 0 кинетическая энергия тела также равна нулю (Ек = 0). Из соотношения (6) получим G =-mс2. Тогда формула для кинетической энергии принимает вид

Или .
Кинетическая энергия Ек частицы или тела есть не что иное, как разность значений полной энергии этой частицы (или тела) в двух состояниях: движения со скоростью υ и покоя (при υ = 0). Поэтому соответственно (6) полная энергия Е частицы или тела, движущегося поступательно, а также их полная энергия Е0 в состоянии покоя, которая называется энергией покоя.
...

Философский анализ взаимосвязи массы и энергии
Ньютоновское трактовка массы как количества материи было следствием механического понимания материи. Считалось, что материя состоит из абсолютно твердых, неделимых атомов, которые олицетворяют собой понятие телесной субстанции. При этом логично было утверждать, что чем больше атомов в единице объема тела, тем больше в нем «количества материи», т.е. массы. Определение массы как меры инертности и меры гравитации оказывалось бы второстепенным.
В современной физике ситуация коренным образом изменилась: определение массы как « количества материи » стало неприемлемым. Очевидно , что полная масса тела т не может рассматриваться как « количество материи » , ведь она зависит от выбора системы отсчета. Поскольку система отсчета избирается произвольно, то никакого однозначного вывода о количестве материи в достанем. Например, масса фотона равна нулю, но это вовсе не свидетельствует о его нематериальность.
...

Физика пространства и времени. принцип эквивалентности
Представители классической физики не решались научно исследовать и раскрыть свойства пространства и времени. Эти свойства считали заданными и определяли простейшими аксиомами математики. И. Ньютон рассматривал пространство как абсолютный, истинный, математический, а время как абсолютную текучесть от прошлого к будущему. После создания теории относительности А. Эйнштейном пространство и время перестали быть «априорными формами» и сами стали объектом физического исследования. Основная идея Эйнштейна состоит в том , что свойства пространства и времени имеют не задаваться заранее, а выводиться из опыта. Свойства пространства и времени совсем не обязательно должны быть всегда равнозначными, они меняются от точки к точке и от момента к моменту [6, 122].
Ускорения тел в неинерциальных системах отсчета зависит не только от взаимодействия тел.
...

Эффект Доплера для световых волн
В явлении Доплера для звука частота принятых наблюдателем колебаний зависит от движения источника колебаний и от движения наблюдателя (приемника). Аналогичный эффект происходит и для световых волн , где изменение частоты приводит к изменению цвета. При этом наблюдается смещение спектральных линий в красной части спектра при движении источника от наблюдателя и до синего - при движении к нему.
Однако между звуковым и световыми явлениями Доплера есть принципиальное отличие. Для звука было существенным, чтобы источник и приемник двигались относительно среды, в которой распространяются колебания.
Для света, как показал опыт Майкельсона, движение источника или приемника относительно эфира не может быть обнаружен. Для света существенным является только относительное движение источника и наблюдателя , поскольку скорость света относительно любого источника является величиной постоянной [3, c.18].
...

Красное смещение в спектрах галактик
В 1919 г. английский ученый В. Слайфер, исходя из эффекта Доплера, сделал открытие, которое привело к совершенно новых представлений о Вселенной. Его измерения красных смещений в спектрах ряда туманностей показали , что все они удаляются от Земли с огромной скоростью - 1800 км / с . В 1928 г. американские астрономы Э. Хаббл и М. Хьюмасон обнаружили существенное красное смещение при изучении спектра галактики NGC 7619, скорость которой составляла 3800 км/с. Впоследствии они установили, что некоторые галактики в пределах Большой Медведицы движутся со скоростью 40 000 км / с , а скорость отдаленных галактик достигала 65000 км / с и более [4, c. 155]. Э. Хаббл объяснил красное смещение в спектрах галактик разбеганием их. В 1929 г. он установил увеличение скоростей галактик с увеличением расстояния их от Земли :
(10)
где Н = 75 км ( МПС ∙ с) - постоянная Хаббла (МПС - миллион парсек; парсек равен 3,26 светового года).
...

Заключение
В заключение заметим, что создание Эйнштейном Теории Относительности было первым шагом в построении современной концепции естествознания. Ее роль состояла не только в уточнении и обобщении классических формул: было показано, что знания об окружающем мире не носят абсолютного характера и могут претерпевать существенные уточнения и изменения в ходе развития науки. Описывающая реально наблюдаемые явления природы теория может базироваться на утверждениях и идеях, не всегда согласующихся с общепринятым мнением и «здравым смыслом», являющимся обобщением повседневного опыта.
Специальная теория относительности основывается на постулатах постоянства скорости света и одинаковости законов природы во всех физических системах, а основные результаты, к которым она приходит таковы: относительность свойств пространства-времени; относительность массы и энергии; эквивалентность тяжелой и инертной масс.
...