Просмотр содержимого документа
«Теория относительности»
Тема: Основные положения специальной теории относительности (СТО)
Незиров Ю.Ю.
Октябрьская ОШ№1
Цели:
- а) образовательные:
- - расширить знание о пространстве и времени
- - ознакомиться с содержанием основных положений СТО
- б) развивающие:
- - создать условия для развития абстрактного мышления, логики;
- - для формирования и умения сравнивать и анализировать понятия, факты
- в) воспитательная:
- - создать условия для воспитания
- интереса к предмету
Повторени
- Что называется инерциальной системой отсчета?
- Закон сложение скоростей?
- Законы Ньютона?
Задача
Два поезда движутся равномерно друг за другом. Скорость первого 80 км/ч, а второго 60 км/ч. В первом поезде от конца к началу вагона идет машинист со скоростью 5 км/ч. Какова скорость машиниста относительно второго поезда ?
Современная физика подразделяется на:
- Класическую механику , которая изучает движение тел с малыми скоростями ( V )
- Релятивистскую механику , которая изучает движение макроскопических тел с большими скоростями ( V )
- Квантовую механику , которая изучает движение микроскопических тел с малыми скоростями ( V )
- Релятивистскую квантовую физику , которая изучает движение микроскопических тел с произвольными скоростями (V≤C)
Постулаты А. Эйнштейна
Принцип относительности - главный постулат теории относительности Эйнштейна – «все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта».
«Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчёта. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника светового сигнала».
V поезда
С
С
Движение со скоростью, превышающей скорость света, невозможно .
V СВЕТА = С
V СВЕТА = С
V2 = С/2
V 1 = С/2
V СБЛИЖЕНИЯ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ = С , а не С + С
Релятивистский закон сложения скоростей
- Вывод: из релятивистского закона сложения скоростей следует, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и является одновременно величиной постоянной и предельной: ничто не может двигаться быстрее скорости света в вакууме.
- Справедливость формулы подтверждена тем, что все вытекающие из неё следствия были проверены экспериментально.
- Если v и v 1 ,
то vv 1 /c 2 можно пренебречь,
следовательно v 2 =v 1 +v .
- то vv 1 /c 2 можно пренебречь, следовательно v 2 =v 1 +v .
Результирующая скорость движения, вычисленная по релятивистскому закону будет совпадать со скоростью, вычисленной по формуле сложения скоростей, принятой в классической физике.
Вообразите, что мы находимся внутри движущегося
вагона поезда. Пусть передние и задние двери вагона
открываются автоматически по световому сигналу.
Свет зажигается ровно по середине вагона, какая
дверь откроется раньше ?
Верно, они откроются одновременно , потому что двери на одинаковом расстоянии от источника света, а скорость свет во всех направлениях одинакова.
Хорошо, а что бы сказал человек стоящий на платформе
и наблюдающий за этим ?
Скорость света не зависит от скорости источника, и лучи пойдут с одинаковой скорости к дверям, НО задняя дверь идет на встречу сигналу и откроется раньше, а передняя уходит от света и поэтому откроется позже.
Относительность промежутков времени
- интервал времени между двумя событиями, происходящими в одной и той же точке инерциональной системы.
- интервал между этими событиями в системе отсчёта , движущейся относительно другой со скоростью V .
Вывод:
В этом состоит релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчёта.
Относительность расстояний
- Расстояние не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной системы отсчёта.
- L- длина тела в системе отсчёта , относительно которой тело покоится.
- L 1 -длина тела в другой системе отсчёта , относительно которой тело движется со скоростью V .
- Вывод: L 1
- В этом состоит релятивистское сокращение размеров тела в движущихся системах отсчёта.
Значение теории относительности
Теория относительности Эйнштейна является завершением классической физики. Её истинность подтверждена многочисленными экспериментами, а также тем, что при небольших скоростях движения её законы и соотношения «автоматически» переходят в соотношения и законы ньютоновской механики. Область применения механики Ньютона – это область малых (по сравнению со скоростью света) скоростей, а область применения теории относительности расширяется до скоростей, близких к скорости света.
Спасибо за внимание!