Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Постулаты специальной теории относительности

Содержание

Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростейПри изложении механики предполагалось, что механические явления происходят одинаково в двух системах отсчета, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга.Это есть принцип относительности Галилея
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО) 1. Принцип относительности Галилея. Закон Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростейПри изложении механики предполагалось, что механические явления Преобразования Галилея координат, скорости и времениРассмотрим две инерциальные системы отсчета k и Преобразования Галилея координат, скорости и времениНайдем связь между координатами точки M в Преобразования Галилея координат, скорости и времениВ векторной форме преобразования Галилея можно записать Специальная теория относительностиВ 1905 г. в журнале «Анналы физики» вышла знаменитая статья Преобразования ЛоренцаФормулы преобразования при переходе из одной инерциальной системы в другую с Преобразования ЛоренцаЛоренц установил связь между координатами и временем события в системах отсчета Преобразования ЛоренцаТаким образом, при больших скоростях движения сравнимых со скоростью света, Лоренц Преобразования ЛоренцаИстинный физический смысл этих формул был впервые установлен Эйнштейном в 1905 Преобразования ЛоренцаПри малых скоростях движения или при бесконечной скорости распространения взаимодействий ( Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОПо Ньютону, если два Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОВозьмем два источника света Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОЕсли свет встретится на Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОПусть в системе k Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОПолучим: Следствия из преобразований Лоренца  Одновременность событий в СТОЕсли события в системе Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Рассмотрим рисунок, на котором Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Пусть – собственная длина Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Используя преобразования Лоренца, для Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)Пусть вспышка лампы на ракете Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)Из преобразований Лоренца имеем: Сложение скоростей в релятивистской механикеПусть тело внутри космического корабля движется со скоростьюСам Сложение скоростей в релятивистской механикеКлассическая механикаНо скорость света является предельной скоростью переноса Сложение скоростей в релятивистской механикеВнутри корабля перемещение dx' за время dt' равно Сложение скоростей в релятивистской механикеТак как Сложение скоростей в релятивистской механикеДля у – вой компоненты скорости, если движение Релятивистская динамикаРелятивистский импульсВ векторной формеРелятивистское выражение для полной энергии Релятивистская динамикаПри      , в системе координат, где Релятивистская динамикаСоотношение, связывающее полную энергию с импульсом частицы.Это выражение, связывающее энергию и Релятивистская динамикаОсновное уравнение динамики в релятивистском случае:Из этого уравнения следует, что вектор
Слайды презентации

Слайд 2 Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростей
При изложении механики предполагалось,

Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростейПри изложении механики предполагалось, что механические

что механические явления происходят одинаково в двух системах отсчета,

движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга.
Это есть принцип относительности Галилея

Слайд 3 Преобразования Галилея координат, скорости и времени
Рассмотрим две инерциальные

Преобразования Галилея координат, скорости и времениРассмотрим две инерциальные системы отсчета k

системы отсчета k и k'. Система k' движется относительно

k со скоростью вдоль оси x. Точка М движется в двух системах отсчета

Слайд 4 Преобразования Галилея координат, скорости и времени
Найдем связь между

Преобразования Галилея координат, скорости и времениНайдем связь между координатами точки M

координатами точки M в обеих системах отсчета. Отсчет начнем,

когда начала координат систем – совпадают, то есть t = t1. Тогда:






Совокупность уравнений называется преобразованиями Галилея.



Слайд 5 Преобразования Галилея координат, скорости и времени
В векторной форме

Преобразования Галилея координат, скорости и времениВ векторной форме преобразования Галилея можно

преобразования Галилея можно записать так:
Продифференцируем это выражение по времени,

получим:
Или
Это выражение определяет закон сложения скоростей в классической механике.





Слайд 6 Специальная теория относительности
В 1905 г. в журнале «Анналы

Специальная теория относительностиВ 1905 г. в журнале «Анналы физики» вышла знаменитая

физики» вышла знаменитая статья А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся

тел», в которой была изложена специальная теория относительности (СТО).
В основе СТО лежат два постулата выдвинутых Эйнштейном.
1. Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
2. Скорость света в пустоте одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от скорости источника и приемника света.

Слайд 7 Преобразования Лоренца
Формулы преобразования при переходе из одной инерциальной

Преобразования ЛоренцаФормулы преобразования при переходе из одной инерциальной системы в другую

системы в другую с учетом постулатов Эйнштейна предложил Лоренц

в 1904 г. Лоренц Хендрик Антон (1853 – 1928) – нидерландский физик-теоретик, член многих академий наук, в том числе и АН СССР, лауреат Нобелевской премии.

Слайд 8 Преобразования Лоренца
Лоренц установил связь между координатами и временем

Преобразования ЛоренцаЛоренц установил связь между координатами и временем события в системах

события в системах отсчета k и k' основываясь на

тех экспериментальных фактах, что:

все инерциальные системы отсчета физически эквивалентны;

скорость света в вакууме постоянна и конечна, во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от скорости движения источника и наблюдателя.

Слайд 9 Преобразования Лоренца
Таким образом, при больших скоростях движения сравнимых

Преобразования ЛоренцаТаким образом, при больших скоростях движения сравнимых со скоростью света,

со скоростью света, Лоренц получил:









Слайд 10 Преобразования Лоренца
Истинный физический смысл этих формул был впервые

Преобразования ЛоренцаИстинный физический смысл этих формул был впервые установлен Эйнштейном в

установлен Эйнштейном в 1905 г. в СТО.

В теории

относительности время иногда называют четвертым измерением. Точнее говоря, величина ct, имеющая ту же размерность, что и x, y, z ведет себя как четвертая пространственная координата.
В теории относительности ct и x проявляют себя с математической точки зрения сходным образом.

Слайд 11 Преобразования Лоренца
При малых скоростях движения или при бесконечной

Преобразования ЛоренцаПри малых скоростях движения или при бесконечной скорости распространения взаимодействий

скорости распространения взаимодействий ( теория дальнодействия) преобразования Лоренца переходят

в преобразования Галилея (принцип соответствия).

Слайд 12 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
По

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОПо Ньютону, если два

Ньютону, если два события происходят одновременно, то это будет

одновременно для любой системы отсчета (время абсолютно).
Эйнштейн задумался, как доказать одновременность?

Слайд 13 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
Возьмем

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОВозьмем два источника света

два источника света на Земле А и В


Слайд 14 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
Если

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОЕсли свет встретится на

свет встретится на середине АВ, то вспышки для человека

находящегося на Земле, будут одновременны.
Но со стороны пролетающих мимо космонавтов со скоростью υ вспышки не будут казаться одновременными, т.к. c=const . Рассмотрим это более подробно.

Слайд 15 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
Пусть

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОПусть в системе k

в системе k (на Земле) в точках x1 и

x2 происходят одновременно два события в момент времени t1=t2=t.

Будут ли эти события одновременны в k' (в пролетающей мимо ракете)?

Для определения координат в k' воспользуемся преобразованиями Лоренца.

Слайд 16 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
Получим:








Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОПолучим:

Слайд 17 Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТО
Если

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в СТОЕсли события в системе

события в системе k происходят одновременно в одном и

том же месте, то и

т.е. и для k' эти события тоже одновременны.



Слайд 18 Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)
Рассмотрим

Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Рассмотрим рисунок, на

рисунок, на котором изображены две системы координат k и




Слайд 19 Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)
Пусть

Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Пусть – собственная

– собственная длина тела в системе, относительно которого тело

неподвижно (например: в ракете движущейся со скоростью мимо неподвижной системы отсчета k (Земля)).
Измерение координат x1 и x2 производим одновременно в системе k, т.е.



Слайд 20 Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)
Используя

Лоренцево сокращение длины (длина тел в разных системах отсчета)Используя преобразования Лоренца,

преобразования Лоренца, для координат получим:





т.е.



Формула называется Лоренцевым сокращением длины.

Собственная длина тела, есть максимальная длина. Длина движущегося тела короче, чем покоящегося. Причем, сокращается только проекция на ось x, т.е. размер тела вдоль направления движения.





Слайд 21 Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)
Пусть вспышка

Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)Пусть вспышка лампы на

лампы на ракете длится

, где -собственное время, измеренное наблюдателем, движущимся вместе с часами.
Чему равна длительность вспышки ( ) с точки зрения человека находящегося на Земле, мимо которого пролетает ракета?




Слайд 22 Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)
Из преобразований

Замедление времени (длительность событий в разных системах отсчета)Из преобразований Лоренца имеем:

Лоренца имеем:


или


Из этого

уравнения следует, что собственное время – минимально (движущиеся часы идут медленнее покоящихся). Таким образом, вспышка на Земле будет казаться длиннее.
Этот вывод имеет множество экспериментальных подтверждений.




Слайд 23 Сложение скоростей в релятивистской механике
Пусть тело внутри космического

Сложение скоростей в релятивистской механикеПусть тело внутри космического корабля движется со

корабля движется со скоростью

Сам корабль движется с такой же

скоростью .
Чему равна скорость тела относительно Земли ?



Слайд 24 Сложение скоростей в релятивистской механике
Классическая механика

Но скорость света

Сложение скоростей в релятивистской механикеКлассическая механикаНо скорость света является предельной скоростью

является предельной скоростью переноса информации, вещества и взаимодействий:
Оценим скорость

тела, используя преобразования Лоренца.




Слайд 25 Сложение скоростей в релятивистской механике
Внутри корабля перемещение dx'

Сложение скоростей в релятивистской механикеВнутри корабля перемещение dx' за время dt'

за время dt' равно


Найдем dx и dt с точки зрения наблюдателя на Земле, исходя из преобразований Лоренца:




dy = dy'; dz = dz';



Слайд 26 Сложение скоростей в релятивистской механике
Так как

Сложение скоростей в релятивистской механикеТак как    , то:Эта

, то:



Эта формула выражает правило

сложения скоростей в релятивистской кинематике для х – вой компоненты.





Слайд 27 Сложение скоростей в релятивистской механике
Для у – вой

Сложение скоростей в релятивистской механикеДля у – вой компоненты скорости, если

компоненты скорости, если движение частицы происходит не параллельно оси

х, правило преобразования для и следующее:


Тогда скорость частицы в системе К:

Слайд 28 Релятивистская динамика
Релятивистский импульс

В векторной форме

Релятивистское выражение для полной

Релятивистская динамикаРелятивистский импульсВ векторной формеРелятивистское выражение для полной энергии

энергии




Слайд 29 Релятивистская динамика
При ,

Релятивистская динамикаПри   , в системе координат, где частица покоится,

в системе координат, где частица покоится, полная энергия равна

энергии покоя:

Полная энергия складывается из энергии покоя и кинетической энергии (К). Тогда





Слайд 30 Релятивистская динамика
Соотношение, связывающее полную энергию с импульсом частицы.

Это

Релятивистская динамикаСоотношение, связывающее полную энергию с импульсом частицы.Это выражение, связывающее энергию

выражение, связывающее энергию и импульс является инвариантом.
Закон взаимосвязи массы

и энергии покоя и стало символом современной физики.




  • Имя файла: postulaty-spetsialnoy-teorii-otnositelnosti.pptx
  • Количество просмотров: 168
  • Количество скачиваний: 1
- Предыдущая грипп