Динамика специальной теории относительности

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ВРЕМЯ В РАЗНЫХ СИСТЕМАХ ОТСЧЕТА 6
2. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛОРЕНЦА 7
3. НЕКОТОРЫЕ СЛЕДСТВИЯ ИЗ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ 9
3.1. Релятивистское сокращение длины 9
3.2. Релятивистское замедление времени 12
3.3. Относительность одновременности 14
4. ТЕОРЕМА СЛОЖЕНИЯ СКОРОСТЕЙ 16
5. ЗАВИСИМОСТЬ МАССЫ ТЕЛ ОТ ИХ СКОРОСТИ 18
6. ОСНОВНОЙ ЗАКОН РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ. РЕЛЯТИВИСТСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ ЭНЕРГИИ 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26

ВВЕДЕНИЕ
ПОСТУЛАТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
В классической механике понятие пространство и время рассматривают как абсолютные категории. Абсолютное пространство, по определению Ньютона, в силу своей природы - всегда неподвижно, неизменяемо и не зависит от внешних обстоятельств. Абсолютное, настоящее и математическое время само по себе и в силу своей природы - однородно и не зависит от каких либо внешних обстоятельств. Итак, для ньютоновской концепции пространства и времени характерно то, что они абсолютны и не зависят от физических тел, которые движутся в пространстве и соответственно изменяются во времени. Пространство имеет бесконечную протяженность, иначе говоря, оно простирается бесконечно в каждом из трех своих измерений. Пространство гомогенно (однородно), то есть в нем нет особых точек, и изотропно, то есть в нем нет никаких выделенных направлений. Время также бесконечно, однако, в отличие от пространства, оно имеет только одно измерение. Время протекает однородно, но не имеет ни начала, ни конца, ни выделенных точек. Во время описания движения тел время выступает в качестве параметра. Пространство и время, согласно определению Ньютона, является объективной реальностью, то есть формами существования материи. В рамках классической механики пространство и время - какие-то фундаментальные величины, физическим экспериментом их невозможно изучить (по механическому принципу относительности состояние равномерного прямолинейного движения неотделимо от состояния покоя и, следовательно, движение относительно абсолютного пространства нельзя обнаружить никакими механическими экспериментами). Большое значение для развития наших знаний о природе пространства и времени мало для изучения явления распространения света в телах движущихся объектов. Волновая теория природы света (разработана в XIX в.). Было сформировано представление о универсальной среде - эфире, который заполняет все мировое пространство и пронизывает все тела. Сначала считали, что в эфире можно применять законы классической механики, и он как механическое среда может быть системой отсчета, то есть можно определить движение тел относительно эфира (в частности скорость света).
Из анализа явлений аберрации звезд следовало, что эфир неподвижен, а если это так, то в любой системе отсчета, движущейся относительно него, скорость света должна равняться векторной сумме скоростей и , где - скорость света относительно эфира; - скорость движения системы отсчета относительно эфира. Неподвижный эфир легко было связать с абсолютным пространством. Тогда, найдя разницу скоростей света в эфире и в данной системе отсчета, можно определить скорость движения этой системы относительно эфира, то есть ее абсолютную скорость в абсолютном пространстве. Эта идея была положена в основу опыта, выполненного 1881 А. Майкельсоном (1852-1931), который ставил целью выявить движение Земли относительно эфира. Суть опыта заключается в следующем. Предположим, что Земля движется в эфире в определенном направлении со скоростью . Определим время, необходимое свету, распространяется в эфире со скоростью для прохождения на Земле некоторого пути (Рис. 1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение приведем некоторые данные, подтверждающие выводы общей теории относительности и релятивистской динамики. Существенным в этой теории является предположение о действии поля тяготения на свет. Благодаря этому действию световой луч, проходя вблизи комических тел, будет притягиваться к ним и искривляться. Такое отклонение луча света в поле тяготения Солнца хорошо наблюдается при полном его затмении. В результате искривления лучей света от звезд, расположенных вблизи солнечного диска, мы видим эти звезды смещенными по сравнению с предыдущим положением. Астрономы, фотографируя небо, с 1919 г. фиксируют искривление световых лучей вблизи Солнца. Эти данные подтверждают тезис о гравитационной массе частиц света.
Искажения в поле притяжения пространственных линий обычных тел и искривления световых лучей свидетельствуют о том, что в поле притяжения нет физических прообразов прямой линии. Это может свидетельствовать об искривлении пространства в целом.
Одним из следствий теории есть влияние поля тяготения на течение времени. Ход часов на Солнце будет более замедленным, чем на Земле; такое же влияние должно отражаться на ритмах атомов - частотах вращения электронов вокруг их ядер и частотах излучаемого ими света. Этот эффект становится заметным для сверхплотных звезд, какими есть белые карлики. Их плотность достигает 109 кг/м3; поэтому на поверхности белых карликов поле тяготения в миллионы раз сильнее, чем на поверхности Земли. Сравнение спектров тех же атомов от земных источников и сверхплотных звезд показывает, что спектры последних несколько смещены в сторону красной части. Этот факт подтверждает теорию и является одним из способов определения массы звезд.
Теория относительности и релятивистской механики является современной физической теорией пространства, времени и тяготения. Она раскрывает глубокую взаимосвязь пространства и времени между собой и с движущейся материей.