с конечной скоростью 3·108 м/с
Не могут быть проявлением единого
фундаментального взаимодействия – два началаПередача взаимодействия
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Теория относительности Часть 1. СТО
Содержание
- 1. Теория относительности Часть 1. СТО
- 2. Противоречия механики Ньютонаи теории МаксвеллаПринцип близкодействияПринцип дальнодействияГравитацияс
- 3. Противоречия механики Ньютонаи теории МаксвеллаПринцип относительностиНикакими опытами
- 4. Противоречия механики НьютонаПринцип относительностиНикакими опытами по механике
- 5. Противоречия механики Ньютонаи теории МаксвеллаЗаконы меняют свой
- 6. Теория относительностиспециальнаяобщаяДля ИНЕРЦИАЛЬНЫХсистем отсчетаРаспространяется на НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕсистем отсчета
- 7. Хендрик Антон Лоренц (1853 – 1928) 1904 Преобразования Лоренца
- 8. Альберт Эйнштейн (1879-1955) 1905 «К электродинамике движущихся тел».
- 9. Эйнштейн не отказывается от принципа относительности ГалилеяНаоборот,
- 10. Откуда взялся постулат о постоянстве скорости света?Из
- 11. 1676 РёмерЗатмения лун Юпитера длиннее, когда Земля дальшеСкорость света конечна214 300 км/с
- 12. ОпытМайкельсона-Морли 1887
- 13. «Каждый луч света движется в «покоящейся» системе
- 14. одновременно12одновременноС точки зрения В2 для В1 – неодновременно в 2 раньше, чем в 1В2
- 15. ctНаблюдатель в поездеМировые линии наблюдателя в поезде
- 16. Событие вместо материальной точкиЦентральное понятие СТО –
- 17. Преобразования ГалилеяV
- 18. Для события в точке P:в
- 19. Преобразования ГалилеяПрямоеОбратноеV–V
- 20. Вывод преобразований ЛоренцаДолжны быть линейны (следует из
- 21. Вывод преобразований ЛоренцаПусть в момент 0 начала
- 22. Преобразования ЛоренцаРелятивистский коэффициентВсегда > 1
- 23. Преобразования Лоренца
- 24. Преобразования ЛоренцаРелятивистский коэффициент
- 25. Слайд 25
- 26. v
- 27. Это ограничение верно не только для движущихся
- 28. Следствия преобразований Лоренца
- 29. Замедление времени= часы в К´ идут медленней
- 30. Синхронизированные часыВремя события – это то, что показывают часы, находящиеся в той же точке
- 31. Собственное времяТа же точкаВремя между двумя событиями
- 32. Световые часы установлены в К´ и К
- 33. Для наблюдателя, летящего в К´ то же
- 34. Одновременное для красногоОдновременное для синего
- 35. Экспериментальное подтверждение замедления времени
- 36. В 1935 году во вторичных космических лучах,
- 37. СО мюонаЗемля сокращаетсяСО ЗемлиВремя на мюоне течет медленнее – по земным часам он живет дольше
- 38. Укорочение отрезковСобственная длина L0 – измеренная линейкой
- 39. Укорочение отрезковСобственная длина L0 – измеренная линейкой
- 40. Сложение скоростейK движется относительно К со скоростью
- 41. Для случая, когда u‘ параллельна оси X
- 42. V = с – χ u' =
- 43. Графическое изображение преобразований – мир МинковскогоГерман Минковский 1864 — 1909 4-мерное псевдоевклидово пространство-время
- 44. ds2 = Σ gij dxi dxj Метрический тензор пространстваn-мерное евклидово4-мерное неевклидовоМинковского
- 45. Интервал между событиямиИнвариантен относительно преобразований Лоренца
- 46. 111 сек =300 тыс. км времени300 тыс. км
- 47. 111 сек =300 тыс. км времени300 тыс. кмМировая линия луча светаk ct = x
- 48. k ct = x k = v
- 49. Слайд 49
- 50. s2 = c2t2 – l2 = c2t2
- 51. http://physics-vargin.net/books/popul/vselennaya/greene.rar
- 52. Гоночный автомобиль с постоянной скоростью 160 км/часАналогия, приводимая Грином
- 53. Точно та же идея — разделение движения
- 54. Можем ли мы говорить о скорости движения
- 55. отсюда немедленно следует факт существования ограничения на
- 56. Физический смысл значения интервала для двух событий
- 57. с2t2 > R2 и s2 > 0с2t2
- 58. с2t2 > R2 и s2 > 0Времени-подобныеСуществует
- 59. В этой СО s2 = –
- 60. Свето-подобныеВсе события, лежащие на пути луча света. с2t2 = R2 и s2 = 0
- 61. Световые конусы для события в точке 0
- 62. Графическое изображение разных систем отсчета в 4-мерном пространстве-времени Минковского
- 63. Система отсчета К' движущаяся относительно выбранной со скоростью V вдоль оси Х
- 64. Относительность одновременностиЛинии одновременности в данной СО параллельны оси x ЭТОЙ СИСТЕМЫ
- 65. Парадокс близнецов
- 66. Парадокс близнецов
- 67. Парадокс зайчика от фонарикаНа бесконечно удаленном экране зайчик движется со сверхсветовой скоростью
- 68. Кривая, отсекающая единичные длины на осях координатЕвклидово пространствоОкружностьПространство МинковскогоГипербола
- 69. ИсточникиЧасть слайдов лекции взята (с изменениями) из
- 70. Вы можете свободноИспользовать данную презентацию
- 71. Скачать презентанцию
Противоречия механики Ньютонаи теории МаксвеллаПринцип близкодействияПринцип дальнодействияГравитацияс бесконечной скоростьюЭ/М волна с конечной скоростью 3·108 м/с Не могут быть проявлением единого фундаментального взаимодействия – два началаПередача взаимодействия
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Противоречия
механики Ньютона
и теории Максвелла
Принцип близкодействия
Принцип дальнодействия
Гравитация
с бесконечной скоростью
Э/М волна
фундаментального взаимодействия – два начала
Слайд 3Противоречия
механики Ньютона
и теории Максвелла
Принцип относительности
Никакими опытами по механике невозможно
отличить движение от покоя
Законы меняют свой вид при переходе от
одной СО к другой – неинвариантны Электромагнитная волна распространяется сс одной и той же скоростью во всех системах отсчета
Слайд 4Противоречия
механики Ньютона
Принцип относительности
Никакими опытами по механике невозможно отличить движение
от покоя. Законы
механики = физики инвариантны
время
масса ускорение сила
координата, скорость,
импульс, кинетическая энергия Инвариантны – не меняются
Преобразова-ния Галилея
Слайд 5Противоречия
механики Ньютона
и теории Максвелла
Законы меняют свой вид в разных
СО
Неинвариантны
Принцип относительности
Электромагнитная волна распространяется
с одной и той же скоростью
во всех системах отсчетаПреобразова-ния Галилея
Слайд 6Теория относительности
специальная
общая
Для ИНЕРЦИАЛЬНЫХ
систем отсчета
Распространяется на НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ
систем отсчета
Принципы
1.
Относительности
2. Постоянства с
(*) Евклидовости пространства внутри одной СО
Принципы1. Относительности
2. Постоянства с в отсутствие тяготения и ускорения
3. Эквивалентности тяготения и движения с ускорением
(*) Пр-во в неинерциальной СО неевклидово
Слайд 9Эйнштейн не отказывается от принципа относительности Галилея
Наоборот, он делает его
более общим – распространяет и на электромагнитное взаимодействие
1. Принцип относительности
Никакими
опытами нельзя отличить движение от покоя. В том числе измерением скорости света.
Слайд 10Откуда взялся постулат о постоянстве скорости света?
Из теории – уравнений
Максвелла
Из проверки экспериментами
Майкельсон-Морли 1887
Физо 1851
Слайд 111676 Рёмер
Затмения лун Юпитера длиннее, когда Земля дальше
Скорость света конечна
214
300 км/с
Слайд 13«Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной
скоростью с, независимо от того, испускается этот луч покоящимся или
движущимся телом.2. Принцип постоянства скорости света
Скорость =
путь луча света
промежуток времени
Слайд 15ct
Наблюдатель в поезде
Мировые линии наблюдателя в поезде из его собственной
системы отсчета и из системы отсчета на платформе.
Слайд 16Событие вместо материальной точки
Центральное понятие СТО – событие
Описывается 4
координатами в каждой системе отсчета
P = ( x, y, z,
t )Отказ от абсолютного времени
Мысленные эксперименты
Слайд 20Вывод преобразований Лоренца
Должны быть линейны (следует из однородности пространства)
Введем коэффициент
x
= x' + vt'
Тогда преобразование Галилея
x = x' +
·сt' 
Слайд 21Вывод преобразований Лоренца
Пусть в момент 0 начала координат К и
К´ совпадают.
Из точки 0 вышел луч света
В обеих системах поверхность
его распространения будет сферой (постулат постоянства с).K
Выразив x x´ через x´ находим линейные коэффициенты искомых преобразований
Слайд 26v
вывод о том, что любая скорость меньше скорости света –
следствие преобразований Лоренца.А не постулат.
Слайд 27Это ограничение верно не только для движущихся объектов, но и
для сигналов.
Если мы принимаем принцип причинности – ни в одной
СО следствие не может предшествовать причине.(принимается как постулат)
Любая скорость меньше скорости света
Слайд 29Замедление времени
= часы в К´ идут медленней – с точки
зрения К
В движущейся системе К´ интервал Δt ´ между событиями
в неподвижной окажется меньше
Слайд 30Синхронизированные часы
Время события – это то, что показывают часы, находящиеся
в той же точке
Слайд 31Собственное время
Та же точка
Время между двумя событиями в одном месте,
измеренное часами, находящимися в этой же точке
Собственное время
Слайд 32Световые часы установлены в К´ и К и синхронизированы в
момент 0
Часы в К', с точки зрения неподвижного наблюдателя K.
Собственные
часы К' Между тиками свету в К' надо пройти бОльшее расстояние → тикать будут реже
Их показания будут меньше, чем у часов К
Слайд 33Для наблюдателя, летящего в К´ то же будет казаться относительно
часов, неподвижно установленных в К – что они идут медленнее,
чем его собственные.
Слайд 36В 1935 году во вторичных космических лучах, рождающихся при столкновении
первичных космических частиц с молекулами воздуха на высоте порядка 6
км были обнаружены новые элементарные частицы, получившие название мю-мезоны (мюоны).В лабораторных условиях удалось определить время их собственной жизни – порядка 10-6 с.
Прожив столь малый промежуток времени, мю-мезоны распадаются на другие частицы. Продукты распада мю – мезонов, родившихся на высоте 6 км, обнаруживаются у Земли. Но возникала проблема: как за время жизни в 10-6 с, даже двигаясь со скоростью света с = 3·108 м/с, мю-оны могут преодолеть расстояние в 6 км. Элементарный расчет давал лишь 300 м !
(То, что распад происходил у поверхности Земли, было обнаружено экспериментально).
Слайд 37СО мюона
Земля сокращается
СО Земли
Время на мюоне течет медленнее – по
земным часам он живет дольше
Слайд 38Укорочение отрезков
Собственная длина L0 – измеренная линейкой в системе отсчета,
где отрезок неподвижен.
1. Можно в одно и то же время
отметить на своей оси X точки концов летящего стержня, а затем своей линейкой измерить расстояние между этими точками . Как измерить его из системы, относительно которой он пролетает со скоростью V?
2. Находясь в одной точке, засечь интервал времени по своим часам, за который пролетает стержень. Затем этот интервал времени умножить на скорость стержня v.
Слайд 39Укорочение отрезков
Собственная длина L0 – измеренная линейкой в системе отсчета,
где отрезок неподвижен.
Тот же отрезок, измеренный из движущейся относительно него
со скоростью V системы отсчета. 
Слайд 40Сложение скоростей
K движется относительно К со скоростью V, а в
K со скоростью u' движется тело. Найти его u в
К.
Слайд 41Для случая, когда u‘ параллельна оси X
Следствие: при сложении
любых двух скоростей V и u', меньших с, всегда получается
суммарная скорость u, меньшая с.Сложение скоростей неаддитивно
Слайд 43Графическое изображение преобразований – мир Минковского
Герман Минковский 1864 — 1909
4-мерное псевдоевклидово пространство-время
Слайд 44ds2 = Σ gij dxi dxj
Метрический тензор пространства
n-мерное евклидово
4-мерное неевклидовоМинковского
Слайд 48k ct = x
k = v / c
x =
vt
подставляя
получим
Мировая линия объекта движущегося со скоростью V
k = 1
Мировая
линия луча света
Слайд 50s2 = c2t2 – l2 = c2t2 – (ct)2 =
0
Для событий, разделенных лучом света, интервал равен 0
Инвариантность интервала является
математическим выражением постоянства скорости света
Слайд 53Точно та же идея — разделение движения между различными измерениями
— лежит в основе всех замечательных физических проявлений специальной теории
относительности, если только мы осознаем, что движение тела распределяется не только между пространственными измерениями, но что временное измерение также может принимать участие в этом разделении.На самом деле, в большинстве случаев большая часть перемещения объекта происходит как раз во времени, а не в пространстве.
Слайд 54Можем ли мы говорить о скорости движения объекта во времени
подобно тому, как мы говорим о скорости его движения в
пространстве?Да, можем.
Ключ к разгадке: когда тело движется в пространстве относительно нас, его часы идут медленнее по сравнению с нашими. Иными словами, скорость его движения во времени замедляется.
Новая идея состоит в следующем.
Эйнштейн провозгласил, что все объекты во Вселенной всегда движутся в пространстве-времени с одной постоянной скоростью — скоростью света.
Слайд 55отсюда немедленно следует факт существования ограничения на скорость тела в
пространстве:
максимально возможная скорость движения в пространстве будет достигнута, если все
движение тела во времени перейдет в движение в пространстве Поэтому фотоны никогда не стареют. Фотон, который был излучен во время Большого взрыва, имеет тот же самый возраст, который он имел тогда.
Ход времени останавливается по достижении скорости света.
Слайд 57с2t2 > R2 и s2 > 0
с2t2 < R2 и
s2 < 0
с2t2 = R2 и s2 = 0
Пространственно-подобные
Времени-подобные
Свето-подобные
Слайд 58с2t2 > R2 и s2 > 0
Времени-подобные
Существует СО, в которой
события А и В одноместны (в одной точке пространства)
События, происходящие
с одним и тем же объектом, а также события, связанные причинно-следственной связью В этой СО интервал между ними равен сt – промежутку времени между событиями
Слайд 59В этой СО s2 = – ΔR2
где ΔR
– расстояние между точками, где произошли события, измеренное в масштабе
этой системы.с2t2 < R2 и s2 < 0
Пространственно-подобные
Существует СО, в которой события А и В одновременны (но в разных точках пр-ва)
Эти события никак не связаны, независимы.
Луч света от одного не успевает дойти до другого.
Слайд 64Относительность одновременности
Линии одновременности в данной СО параллельны оси x ЭТОЙ
СИСТЕМЫ
Слайд 67Парадокс зайчика от фонарика
На бесконечно удаленном экране зайчик движется со
сверхсветовой скоростью
Слайд 68Кривая, отсекающая единичные длины на осях координат
Евклидово пространство
Окружность
Пространство Минковского
Гипербола
Слайд 69Источники
Часть слайдов лекции взята (с изменениями) из презентаций курса Physics
2213b Modern Physics проф. Rick Trebino с сайта http://www.physics.gatech.edu/gcuo/lectures/
Лекции
МP08 – МP10 Special relativity 
Слайд 70 Вы можете свободно
Использовать данную презентацию в образовательных целях
с сохранением авторства.
Использовать рисунки и отдельные слайды в своих презентациях
и на сайтах со ссылкой на данный сайт или автора. Авторские права
Вы НЕ имеете права
Копировать, распространять или использовать ее другим способом для извлечения коммерческой выгоды.
Выкладывать на интернет-сайтах для скачивания.
Использовать слайды, текст и авторские рисунки без ссылок, выдавая их за свои.
© М.А. Волошина 2009
http://biologii.net
Вы скачали данную презентацию с сайта Biologii.Net, согласившись с тем, что
Если вы не согласны с этими условиями, удалите презентацию с вашего компьютера.
