�Елементи �спеціальної теорії відносності.�.

План�1.Основні положення СТВ.�2.Відносність одночасності подій.�3.Закон взаємозв’язку маси і енергії.�4.Релятивістський закон додавання швидкостей.

Класична механіка

• Простір тривимірний і

одномірний час

• Зворотність простору і незворотність часу
• Однорідність простору і часу (усі точки простору рівноправні і проміжки часу)
• Ізотропність простору (однаковість властивостей в усіх напрямках)
• Абсолютність простору і часу.

​

ХІХ-ХХ ст.

В основі класичної механіки – принцип відносності Галілея

• Будь-які механічні процеси в будь-якій інерційній СВ відбуваються однаково.
• Ніякими механічними дослідами не можна встановити, чи тіло перебуває в стані спокою чи в стані руху.

Закон додавання швидкостей

Суперечності між �електродинамікою �та механікою

За законами електродинаміки швидкість електромагнітних хвиль у вакуумі однакова по всіх напрямах і дорівнює с = 3⋅10⁸ м/с

Але відповідно до ньютонівської механіки швидкість може дорівнювати с тільки у вибраній системі відліку. У будь-якій іншій, яка рухається зі швидкістю , швидкість світла повинна змінюватися

Поєднання �непоєднуваного

Усі суперечності були блискуче розв’язані 26-річним Альбертом Ейнштейном, який видав невелику, всього на 30 сторінок, роботу під назвою «До електродинаміки рухомих середовищ».

У ній Ейнштейн без жодного нового експерименту, проаналізувавши й узагальнивши уже відомі дослідні факти, вперше виклав ідеї теорії відносності.

«Коли Ви годину знаходитеся в товаристві симпатичної дівчини, вам здається, що пройшла тільки хвилина; але коли ви хвилину сидите на гарячій плиті, вам здається, що пройшла ціла година. Ось це і є відносність.»

У 1905 р. учений видав основні ідеї спеціальної теорії відносності.

Постулати теорії відносності

1) Принцип відносності:

• усі фізичні явища протікають однаково в усіх інерціальних системах відліку.

2) Принцип сталості швидкості світла:

• В усіх інерціальних системах відліку швидкість світла у вакуумі однакова (300 000 км/с) і не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача.

Спеціальна теорія відносності (СТВ)

– фізична теорія, що розглядає просторово-часові закономірності, справедливі для будь-яких фізичних процесів.

СТВ стала фундаментом сучасної механіки, яка дістала назву «Релятивістська механіка».

Закони класичної механіки працюють коли швидкості руху тіла << швидкості світла.

Закони релятивістської механіки працюють коли швидкості руху тіла ≈ швидкості світла

2.Відносність одночасності подій

Висновок:

• дві події, які відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній системі відліку, не будуть одночасними в інших.

ВІДЕО 1

Наслідки �постулатів �СТВ�

Відносність часу

- тривалість самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова.

∆τ0 – інтервал часу в нерухомій системі.

∆ τ – інтервал часу виміряний у системі, що рухається зі швидкістю υ.

υ – швидкість руху корабля (м/с).

c – швидкість світла.

Відносність часу

Годинник на борту космічного корабля, що рухається, йде повільніше, ніж годинник, що перебуває у стані спокою.

ВІДЕО 2

Відносність довжини

l0 – довжина нерухомого предмета, м.

l – довжина рухомого предмета, м.

υ – швидкість руху корабля (м/с).

c – швидкість світла.

- відстань між двома будь-якими точками простору – не абсолютна величина, вона залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку.

Приклад задачі

Розв`язок:

Відповідь: 60 метрів.

Довжина космічного корабля відносно нерухомого земного спостерігача, 100 м. Яким стане його довжина при русі зі швидкістю 0,8 швидкості світла с ?

3.Закон взаємозв’язку маси і енергії.

А. Ейнштейн встановив співвідношення між масою і повною енергією тіла:

​

​

де Е – енергія (Дж, еВ); c = 3∙10⁸м/с; m – маса (кг).

Ця знаменита формула взаємозв’язку маси та енергії є універсальною щодо будь-яких видів енергії.

​

4.Релятивістський закон додавання швидкостей

Він набуває вигляду класичного, коли швидкості набагато

менші від швидкості світла

Розв`яжи задачу