2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца




Название2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца
Дата публикации15.03.2013
Размер40.5 Kb.
ТипДокументы
skachate.ru > Астрономия > Документы
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца.

Любая система отсчета К’, движущаяся прямолинейно и равномерно со скоростью V относительно инерциальной системы К, также будет инерциальной. Координаты точки М в системах отсчета К и К’ связаны между собой преобразованием Галилея: y M

где - радиус-векторы точки М в системах отсчета К’ и К. y

При этом постулируются следующие два принципа: r r

1) время абсолютно, т.е. промежутки времени между любыми двумя событиями О’ V x

одинаковы во всех произвольно движущихся системах отсчета t=t; O z x

2) пространство абсолютно, т.е. расстояние между любыми материальными точками z

одинаково во всех произвольно движущихся системах отсчета.

^ Следствия преобразования Галилея:

1) закон преобразования скоростей , где - скорости точки М в системах отсчета К’ и К;

2) равенство ускорений любой точки в инерциальных системах отсчета;

3) равенство сил взаимодействия материальных точек в инерциальных системах отсчета, поскольку сила взаимодействия зависит только от расстояний между точками и относительных скоростей материальных точек, т.е. разностей радиус-векторов, указывающих положение точек и разностей скоростей точек.

В целом это означает, что для инерциальных систем отсчета справедлив принцип относительности Галилея: Законы механики инвариантны относительно преобразования Галилея, т.е. уравнения законов механики остаются неизменными при переходе от одной инерциальной системы к другой. Есть и другие эквивалентные формулировки: 1) все инерциальные системы отсчета равноправны; 2) все механические явления протекают в разных системах одинаково; 3) никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система отсчета или движется прямолинейно и равномерно.

До создания специальной теории относительности принцип относительности Галилея был ограничен областью механических явлений. В других разделах физики, например в волновой теории света , принцип относительности Галилея не выполнялся. Таким образом, получалось, что, используя различие в проявлении физических явлений в различных инерциальных системах отсчета, можно определить собственную скорость тела относительно абсолютного пространства. Однако поставленные опыты давали отрицательный результат. В итоге А. Эйнштейн пришел к выводу о неверности постулатов об абсолютном времени и абсолютном пространстве, он расширил действие принципа относительности Галилея на все физические явления и предложил постулат о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчета. Т.о. была создана релятивистская механика, которая опирается на два постулата: 1) все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета; 2) скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Вместе постулаты называют принципом относительности Эйнштейна. Чтобы совместить эти два постулата скорость света должна быть предельной скоростью, а преобразование Галилея и преобразование скоростей должны иметь другой вид. Преобразования, удовлетворяющие принципу относительности Эйнштейна, называются преобразованиями Лоренца. Чтобы скорость света не менялась в движущейся системе отсчета, необходимо, чтобы изменились расстояния и интервалы времени. Если использовать в качестве x x x=ct

координатных осей – ось Оx, вдоль которой происходит движение, и ось

времени Оt, (скорость света положим за единицу с=1), то переход от одной x=vt

системы отсчета к другой геометрически не может сохранить направления осей. t

Получается косоугольная система декартовых координат Оxt, в которой O t

многое становится удивительным: размеры тел и интервалы времени различны в разных системах отсчета и зависят от скорости с которой они движутся; события, одновременные в одной системе отсчета, не одновременны в другой, но причинно связанные события следуют друг за другом. Если выразить связь координат и времени в неподвижной и движущейся системах, получим следующие соотношения (V – скорость движущейся системы):



Удивительное следствие преобразований Лоренца, что длина тела L по направлению движения в движущейся системе уменьшится по сравнению с длиной L в неподвижной системе, а интервал времени увеличится, т.е. часы в движущейся системе по сравнению с покоящейся идут медленнее:

Закон преобразования скоростей в специальной теории относительности будет более сложным. Возьмем общий случай, когда скорость материальной точки v имеет отличные от нуля проекции vx, vy, vz в неподвижной системе и в движущейся системе vx, vy, vz. Тогда проекции скорости в разных системах связаны соотношениями:



Если скорость движущейся системы мала по сравнению со скоростью света, получаем преобразование Галилея.


Похожие:

2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconРеферат Тема: Жизнь и творчество Альберта Эйнштейна
В основу своей теории положил два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconЧто такое "сила" и "масса". Как их измерить?
Сформулируйте принцип относительности Галиллея, принцип относительности Эйнштейна и принцип постоянства скорости света
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconРеферат Преобразование Хартли Краткое содержание работы Р. Брейсуэлла...
До начала 1980-х годов эти результаты оставались в забвении, пока к ним не привлек внимание исследователей Р. Брейсуэлл, разработавший...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconТема дискретные преобразования сигналов нет ничего, сколь бы великим...
...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconТеория поля Боль­шое до­маш­нее за­да­ние
Записать в векторном виде формулы преобразования Лоренца для координат события, если скорость движения одной исо относительно другой...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconСверхсветовые сигналы, динамическая неоднородность времени и принцип самоорганизации
Принято считать, что принцип причинности налагает ограничение на скорость передачи информации. Вывод о том, что скорость света в...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconСовременная гуманитарная академия
Преобразование плоскости общего положения в плоскость уровня путем одного преобразования
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconКонференция onething 2011 Одержимые красотой Иисуса
Свои цели, принося преобразование как в общество, так и в наши личные жизни. Те, кто приносят преобразования в общество, более эффективны,...
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconВ. А. Ацюковский Критический анализ основ теории относительности
Об исходных постулатах теории относительности А. Эйнштейна
2. Принцип относительности. Преобразование Галилея и преобразования Лоренца iconВклад Галилео Галилея как основоположника классической физики
В противоположность этому ученые Ренессанса на первый план выдвигают опыт, исследование природы, экспериментальный метод исследований....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница