План
1.Классические представления о пространстве и времени.
2.Зарождение новой механики.
3.Постулаты теории относительности.
4.Основные следствия постулатов теории относительности.
5.Масса и энергия в специальной теории относительности.
6. Общая теория относительности.
7. Применение теории относительности.
Тема: Альберт Эйнштейн и его теория относительности
«Пространство –
это вопрос времени»
Фамилия, имя_________________________________
Фамилия, имя_________________________________
СТО – современное учение о пространстве и времени.
| Формулировка | Экспериментальное подтверждение |
1 постулат | все законы природы имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета | в 1961 г. с помощью эффекта Мессбауэра |
2 постулат | свет распространяется в вакууме с определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника и от скорости приемника светового сигнала | в 1963 г. с помощью скорых подвижных источников гамма – излучение. |
Основные следствия постулатов теории относительности.
Следствие | Формулировка | Формула |
Относительность одновременности | | |
Относительность длины (расстояний). | | |
Относительность промежутка времени | | |
Релятивистский закон сложения скоростей | -------- | |
СТО – современное учение о пространстве и времени.
| Формулировка | Экспериментальное подтверждение |
1 постулат | все законы природы имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета | в 1961 г. с помощью эффекта Мессбауэра |
2 постулат | свет распространяется в вакууме с определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника и от скорости приемника светового сигнала | в 1963 г. с помощью скорых подвижных источников гамма – излучение. |
Основные следствия постулатов теории относительности.
Следствие | Формулировка | Формула |
Относительность одновременности | | |
Относительность длины (расстояний). | | |
Относительность промежутка времени | | |
Релятивистский закон сложения скоростей | -------- | |
Относительность одновременности: два пространственно разделенных события, одновременные в одной ИСО, могут не быть одновременными в другой ИСО.
Относительность длины (расстояний).
Длина не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной системы отсчёта.
Уменьшение длины в направлении движения
, где l 0 –длина тела в системе отсчета, где оно покоиться – собственная длина
3. Относительность промежутка времени.
Длительность одного и того же процесса различна в различных инерциальных системах отсчета. Не существует универсального времени, которое было бы применимо повсюду.
Интервал времени между событиями в движущейся системе отсчета
- релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчета. t0 – время, измеренное в системе отсчета, где точки системы неподвижны – собственное время.
Релятивистский закон сложения скоростей.
, где V2 – скорость тела относительно неподвижной системы отсчета, V1 – скорость тела относительно движущейся системы отсчета, V – скорость подвижной системы относительно неподвижной.
Масса и энергия в специальной теории относительности.
, m0 – масса покоящегося тела | импульс тела: . | связь между энергией и массой: . | энергия покоя. . |
Тест «Элементы теории относительности»
Вариант 1.
1. Какие из приведенных ниже утверждений являются постулатами специальной теории относительности: 1 все процессы природы протекают одинаково в любой системе отсчета; 2 все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета.
А. Только 1; Б. Только 2; В. Ни 1 ни 2.
2. Понятие одновременности событий является:
А. Неабсолютным; Б. Абсолютным.
3. Из уравнений Максвелла следует, что скорость распространения световых волн в вакууме по всем направлениям:
А. Различна по величине; Б. Одинакова; В. Зависит от цвета; Г. Зависит от источника света.
4. Два автомобиля движутся в одном и том же направлении со скоростями υ1 и υ2 относительно поверхности Земли. Чему равна скорость света фар первого автомобиля в системе отсчета, связанной с другим автомобилем?
А. с; Б. с + (υ1 + υ2 ); В. с + (υ1 - υ2 ); Г. с – (υ1 + υ2 ); Д. с – (υ1 - υ2 ).
5. Можно ли какими-либо механическими опытами установить, покоится инерциальная система отсчета или движется прямолинейно и равномерно?
А. Можно, если скорость инерциальной системы отсчета небольшая; Б. Можно для любой скорости
В. Нельзя.
Вариант 2
Может ли время в одной системе отсчета протекать иначе, чем в другой?
А. да; Б. нет.
Зависит ли одновременность двух событий от системы отсчета, связанной с наблюдателем?
А. да; Б. нет.
Какие из приведенных ниже утверждений являются постулатами специальной теории относительности? 1. Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчета; 2. Скорость света в вакууме является предельной, максимальной скоростью.
А. Только 1; Б. Только 2; В. 1 и 2; Д. ни 1 ни 2.
4. Два автомобиля движутся в противоположных направлениях со скоростями υ1 и υ2 относительно поверхности Земли. Чему равна скорость света фар первого автомобиля в системе отсчета, связанной с другим автомобилем?
А. с + (υ1 + υ2 ); с; Б. с + (υ1 - υ2 ); В. с – (υ1 + υ2 ); Г. с – (υ1 - υ2 ); Д. с.
5. Промежуток времени, измеренный в системе, которая условно принята за неподвижную, называется....?
А. Собственным временем; Б. Релятивистским временем; В. Относительным временем; Г. Специальным временем.