движется эта система отсчета прямолинейно и равномерно или покоится.
любое
механическое явление протекает одинаково во всех инерциальных системах отсчета (ИСО).Прямые и обратные преобразования Галилея
- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- 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
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Принцип относительности в механике
Содержание
- 2. 1. Принцип относительности Галилея
- 3. Никакими механическими опытами, проводимыми в ИСО, нельзя
- 4. Преобразования Галилея позволяют по известным координатам и
- 5. Например, инвариантность второго закона Ньютона относительно преобразований
- 6. Пространственный интервал, т.е. расстояние между пространственными точками:Временной интервал:
- 7. Скорость относится к неинвариантным величинам:Классический закон сложения
- 8. 2. Принцип относительности Эйнштейна.
- 9. В основе СТО Эйнштейна лежат два постулата:Принцип
- 10. Скорость света в вакууме является не только
- 11. Следствия основных принципов теории относительности:1. Относительность временных интервалов.
- 12. Время течет по-разному в разных ИСО!!!
- 13. Согласно принципу относительности, размеры перпендикулярные вектору скорости
- 14. Время, отсчитываемое по часам, движущимся вместе с
- 15. 2. Относительность пространственных интервалов.
- 16. Размеры тел, поперечные по отношению к движению, не изменяются.
- 17. В системе К’ длина стержня:Время движения света
- 18. Общее время движения света до зеркала и
- 19. Во всех системах отсчета длина тел уменьшается
- 20. 5. Преобразования Лоренца
- 21. Зная как изменяются пространственные и временные интервалы
- 22. При малых по сравнению со скоростью света скоростях движения, т.е. V/c
- 23. 3. Необходимо вводить релятивистский закон сложения скоростей:Если
- 24. 6. Пространственно-временной интервал
- 25. Пусть в некоторой ИСО в точках А(x1,
- 26. В релятивисткой механике инвариантность пространственных и временных
- 27. Два вида пространственно-временных интервалов между событиями:Времениподобные интервалы:
- 28. 2. Пространственно-подобные интервалы: мнимые интервалы, для которых.
- 29. 7. Релятивистский импульс. Второй закон Ньютона.
- 30. Второй закон Ньютона инвариантен относительно преобразований Галилея.
- 31. В релятивистском законе динамики в общем случае
- 32. 8. Энергия частицы.
- 33. Полная энергия в релятивистской механике имеет богатое
- 34. В случае сложного тела, состоящего из многих
- 35. Связь полной энергии и импульса:Взятые друг от
- 36. Задача 1. Солнечная постоянная (плотность падающего на
- 37. Следовательно, его масса за год уменьшится на
- 38. Пример демонстрирует важный вывод СТО: в природе
- 39. Частицы, для которых W = cp называются
- 40. Задача 2. Элементарная частица, называемая нейтральным π
- 41. 1916 г. Эйнштейн, обобщая идеи СТО не
- 42. При движении фотона вблизи поверхности Земли вверх
- 43. Относительное уменьшение частоты фотона при распространении по вертикали
- 44. Скачать презентацию
- 45. Похожие презентации
1. Принцип относительности Галилея
Слайд 3 Никакими механическими опытами, проводимыми в ИСО, нельзя установить,
движется эта система отсчета прямолинейно и равномерно или покоится.
механическое явление протекает одинаково во всех инерциальных системах отсчета (ИСО).Слайд 4 Преобразования Галилея позволяют по известным координатам и времени
некоторого события в одной ИСО, найти координаты и время
этого же события в другой ИСО, движущейся относительно первой с некоторой скоростью V.Уравнения классической механики инвариантны относительно преобразований Галилея, т. е вид уравнений не изменяется.
Физические величины, которые при преобразованиях Галилея остаются неизменными, называются инвариантами преобразований Галилея.
Слайд 5 Например, инвариантность второго закона Ньютона относительно преобразований Галилея
проявляется в том, что вид этого уравнения сохраняется при
переходе от неподвижной к движущейся СО:Консервативные силы взаимодействия также являются инвариантами.
Эти два факта обеспечивают инвариантность всего второго закона Ньютона.
Слайд 6
Пространственный интервал, т.е. расстояние между пространственными точками:
Временной интервал:
Слайд 7
Скорость относится к неинвариантным величинам:
Классический закон сложения скоростей:
Принцип
относительности и преобразования Галилея отражают представления об абсолютном пространстве
и абсолютном времени, которые лежат в основе классической механики.
Слайд 9
В основе СТО Эйнштейна лежат два постулата:
Принцип относительности
Эйнштейна: все физические явления в ИСО протекают одинаково.
Принцип постоянства
скорости света в вакууме: скорость света в вакууме одинакова во всех системах отсчета и не зависит от движения источников и приемников света, т.е. является универсальной постоянной:
Слайд 10 Скорость света в вакууме является не только универсальной
постоянной. Оказывается, что она есть максимально возможная скорость движения
в природе, т.е. никакой сигнал, никакое воздействие одного тела на другое не может распространяться со скоростью большей скорости света в вакууме.С этой точки зрения понятно, что предельная и максимальная скорость движения должна быть одинаковой во всех ИСО.
Слайд 11
Следствия основных принципов теории относительности:
1. Относительность временных интервалов.
Слайд 13 Согласно принципу относительности, размеры перпендикулярные вектору скорости не
изменяются, т.е.
А согласно принципу постоянства скорости света:
Слайд 14 Время, отсчитываемое по часам, движущимся вместе с объектом,
называется собственным временем объекта τ0.
Движущиеся часы идут медленнее неподвижных.
Т.О.,
не существует единого мирового времени. Время, его течение, понятие одновременности событий – относительны.
Слайд 17
В системе К’ длина стержня:
Время движения света до
зеркала
Расстояние, пройденное светом до зеркала
зеркало
зеркало
источник
приемник
Время движения света от зеркала
к приемнику:
Расстояние, пройденное светом до приемника:
Слайд 18 Общее время движения света до зеркала и обратно
к приемнику:
Тогда длина стержня в системе К будет:
Заменяя Δt
на Δt’, учитывая, что И вводя обозначение Δl’ =Δl, получим
Слайд 19 Во всех системах отсчета длина тел уменьшается по
сравнению с собственной.
Это явление называется лоренцевым сокращением размеров
тел в направлении движения.Слайд 21 Зная как изменяются пространственные и временные интервалы при
переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, можно
получить релятивистские преобразования координат и времени (прямые преобразования Лоренца):
Слайд 22 При малых по сравнению со скоростью света скоростях
движения, т.е. V/c
x' = x - Vt, y' = y, z' = z, t' = t.
Следствия из преобразований Лоренца
Преобразования Лоренца наглядно демонстрируют неразрывную связь пространственных и временных свойств нашего мира (мир четырехмерен).
На основе преобразований Лоренца можно описать относительность одновременности.
Слайд 23
3. Необходимо вводить релятивистский закон сложения скоростей:
Если вместо
движения частицы рассмотрим распространение света, т.е. u’ = c,
тогдаСкорость света одна и
та же в различных ИСО
(принцип постоянства
скорости света).
Слайд 25 Пусть в некоторой ИСО в точках А(x1, y1,
z1) и В(x2, y2, z2) произошли в моменты времени
t1 и t2 два события. При переходе в другую систему отсчета с помощью преобразований Галилея координаты точек А и В изменятся. Однако пространственный интервалНе изменяется и временной интервал
Слайд 26 В релятивисткой механике инвариантность пространственных и временных интервалов
относительно преобразований Лоренца не имеет места. Инвариантом в СТО
является пространственно-временной интервал:
Слайд 27
Два вида пространственно-временных интервалов между событиями:
Времениподобные интервалы: действительные
интервалы, для которых.
Для событий, связанных такими интервалами,
т.е. во всех системах время между событиями больше времени, в течение которого свет проходит расстояние между точками, в которых эти события произошли. Световой луч, испущенный из первой точки в момент первого события, может быть использован для инициирования второго события во второй точке. Времениподобные интервалы связывают такие события, между которыми существует или может существовать причинно-следственная связь.
Слайд 28
2. Пространственно-подобные интервалы: мнимые интервалы, для которых.
Для
событий, связанных такими интервалами,
т.е. событие во второй точке происходит раньше, чем туда прибудет свет, испущенный из первой точки в момент первого события.Поэтому причинно-следственная связь между такими событиями невозможна и эти события между собой абсолютно независимы.
Слайд 30 Второй закон Ньютона инвариантен относительно преобразований Галилея. В
области больших скоростей эти преобразования теряют силу и уступают
место преобразованиям Лоренца. Релятивистский импульс:- Второй закон Ньютона
Слайд 31 В релятивистском законе динамики в общем случае направления
векторов ускорения тела и действующей силы не совпадают; нарушается
и пропорциональность между величинами ускорения и силы.Два частных случая совпадения ускорения с направлением силы:
Слайд 33 Полная энергия в релятивистской механике имеет богатое содержание:
1)
2) В состоянии покоя V = 0 полная энергия не равна нулю (энергия покоя):
Масса и энергия в любом теле представлены в пропорциональных количествах. Каждое изменение энергии покоя неизбежно сопровождается пропорциональным изменением его массы.
Энергия покоя представляет собой внутреннюю энергию частицы или тела, не связанную с движением тела как целого и его взаимодействием с внешними силовыми полями.
Слайд 34 В случае сложного тела, состоящего из многих частиц,
его энергия покоя складывается из энергии покоя частиц, их
кинетической энергии (обусловленной движением частиц относительно центра инерции тела) и потенциальной энергии взаимодействия частиц между собой. Потенциальная энергия частиц во внешнем поле в энергию покоя не включается, так же как и в полную энергию. Кинетическая энергия тела:
Слайд 35
Связь полной энергии и импульса:
Взятые друг от друга
раздельно, энергия и импульс относительны, т.е. различны в разных
СО.Однако взятые в виде комбинации образуют абсолютную характеристику состояния частицы, инвариантную относительно преобразований Лоренца.
Слайд 36 Задача 1. Солнечная постоянная (плотность падающего на Землю
потока энергии излучения Солнца) равна С = 1,4 кВт/м2.
Определить массу Δm, которую теряет Солнце за один год.Решение: Земля находится от Солнца на расстоянии
За время Δt на единицу площади падает энергия
Умножая на площадь сферы радиусом L, получаем полную энергию, излученную Солнцем за время Δt:
Эта энергия возникает в результате термоядерных реакций за счет уменьшения энергии покоя Солнца.
Слайд 37
Следовательно, его масса за год уменьшится на величину
За
время своего существования (5 млрд. лет) Солнце потеряло в
массеУчитывая, что масса Солнца равна
потери массы на излучение составляют 0,03%.
Слайд 38 Пример демонстрирует важный вывод СТО: в природе нет
закона сохранения массы, есть лишь закон сохранения полной энергии.
Закон
сохранения массы возник в классической физике только потому, что кинетические энергии продуктов химических реакций были намного меньше их энергий покоя.Слайд 39 Частицы, для которых W = cp называются ультрарелятивистскими.
Для них .
Такие частицы способны к множественному рождению других частиц (если ультрарелятивистские частицы присутствуют в космических лучах, то при их столкновении с атомами атмосферы возникают ливни рожденных частиц ).Не утрачивает смысл при m = 0. Тогда W = cp и V = c.
Т.е. частицы с m = 0 движутся со скоростью света. Эти скорости являются врожденными для них, изначальными.
Представители – фотоны γ, нейтрино ν.
Слайд 40 Задача 2. Элементарная частица, называемая нейтральным π -
мезоном (π0) распадается на два фотона:
Определить импульсы фотонов, если распавшийся пи-мезон покоился. Масса частицыРешение: Так как вначале пи-мезон покоился, полный импульс системы был равен нулю.
Из закона сохранения импульсы фотонов равны по величине и направлены в противоположные стороны.
Следовательно, равны и энергии фотонов
Закон сохранения энергии в этой реакции:
Слайд 41 1916 г. Эйнштейн, обобщая идеи СТО не НИСО
создал теорию гравитации (ОТО): любой объект, обладающий энергией Е,
будет подвержен действию гравитационного поля как если бы он имел гравитационную массу mg.Связь mg с энергией определяется:
Масса фотона равна нулю, но в любом гравитационном поле он должен вести себя как частица с гравитационной массой
Слайд 42 При движении фотона вблизи поверхности Земли вверх по
вертикали на расстояние l фотон должен затратить часть своей
энергии на совершение работы против сил тяжести:Соответственно первоначальная энергия фотона должна уменьшится на величину
Значит, частота фотона в конце пути будет меньше на величину
Слайд 43
Относительное уменьшение частоты фотона
при распространении по вертикали было
измерено в 1960 г. американскими учеными Паундом и Ребкой.
В условиях опыта оно составило малую величину . Следовательно, перепад высот в опыте Паунда-Ребки составлялЭффект изменения частоты света при удалении от большой тяготеющей массы называется гравитационным красным смещением.
