Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема 5. Научно-техническая революция середины хх века и формирование современной картины мира
Фундаментальные противоречия в основаниях классической механики Создание теории электромагнитного поля поставили перед физиками задачу выяснить, распространяется ли принцип относительности движения Галилея (во всех инерциальных системах, т.е. движущихся прямолинейно и равномерно друг по отношению к другу, применимы одни и те же законы механики), справедливый для механических явлений, на электромагнитное поле?
Рисунок 2.
Допустим система X ' Y '0' (рис. 2) с источником света (скорость света с) движется со скоростью V по отношению к неподвижной системе XYO. Тогда в соответствии с принципом относительности: · для наблюдателя в системе X'Y'0' скорость света будет одинаковаи равна с; · для наблюдателя в системе XYO скорость света будет различной и равна V1 = с ± V. Вместе с тем ряд опытов, которые были поставлены еще в XIX в., показал, что скорость света всегда одинакова во всех системах координат независимо от того, движется ли излучающий его источник или нет, и независимо от того, как он движется Такой эксперимент в 1887 г. был проведен А. Майкельсоном. Он сравнил время прохождения светом определенного расстояния S туда и обратно – первый раз вдоль движения Земли, а второй раз, в направлении, перпендикулярном этому движению. Результаты этого эксперимента достоверно свидетельствовали, что на скорость света не влияет движение Земли. Для того чтобы объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона, Г.А. Лоренц высказали в 1892 г. гипотезу, согласно которой размеры каждого движущегося в эфире тела уменьшаются в направлении движения относительно эфира в 1/(1 - v2/с2)1/2 раз. Эта гипотеза чисто формально объясняла отрицательный результат опыта Майкельсона, не давая никаких разумных теоретических объяснений причин изменения размеров тел, и вместо преобразований Галилея ввел новую формальную систему преобразований, которая получила название «преобразования Лоренца»: ; ; Таким образом, к рубежу XIX—XX вв. развитие физики привело к осознанию противоречий и несовместимости трех принципиальных положений классической механики:
1) скорость света в пустом пространстве всегда постоянна, независимо от движения источника или приемника света; 2) в двух системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, все законы природы строго одинаковы (принцип относительности); 3) координаты и скорости преобразовываются из одной инерциальной системы в другую согласно классическим преобразованиям Галилея. Было ясно, что эти три положения не могут быть объединены, поскольку они несовместимы.
Создание А. Эйнштейном специальной теории относительности В сентябре 1905 г. в немецком журнале «Annalen der Physik» появилась работа А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел». Эйнштейн сформулировал основные положения СТО, которые объясняли и отрицательный результат опыта Майкельсона, и смысл преобразований Лоренца и, кроме того, содержали новый взгляд на пространство и время. Принципы СТО: · Всеобщий принцип относительности: и в отношении электромагнитных явлений, а не только механических, все инерциальные системы координат совершенно равноправны. · Постоянство скорости света во всех инерциальных системах отсчета. Выводы о закономерностях пространственно-временных отношений вещей: 1. Длина тела, измеренная разными наблюдателями, которые движутся относительно друг друга с различными скоростями, должна быть различна. 2. Промежуток времени, в течение которого длится какой-либо процесс, различен, если измерять его движущимися с различной скоростью часами. 3. Масса тела также является относительной величиной, зависящей от скорости, а между массой тела и его полной энергией существует определенное соотношение. Он формулирует следующий закон: «масса тела есть мера содержащейся в нем энергии» в соотношении Е = тс2. Создание СТО было качественно новым шагом в развитии физического познания. От классической механики СТО отличается тем, что в физическое описание релятивистских явлений органически входит наблюдатель со средствами наблюдения. Описание физических процессов в СТО существенно связано с выбором системы координат. Физическая теория описывает не физический процесс сам по себе, а результат взаимодействия физического процесса со средствами исследования.
Создание и развитие общей теории относительности Классическая механика и СТО формулируют закономерности физических явлений только для инерциальных систем отсчета, не предлагая средств для реального выделения таких систем. Вполне закономерно возникла проблема, как распространить законы физики и на неинерциальные системы. Возможность реализации этой идеи Эйнштейн увидел на пути обобщения принципа относительности движения – распространение принципа относительности не только на скорость, но и на ускорение движущихся систем. Если не приписывать абсолютный характер не только скорости, но и ускорению, то в таком случае выделенность класса инерциальных систем потеряет свой смысл и можно так формулировать физические законы, чтобы их формулировка имела смысл в отношении любой системы координат. Это и есть содержание общего принципа относительности. Это означает, что точно так же, как нельзя говоритьо скороститела вообще безотносительно к какому-нибудь телу, так, очевидно, иускорение имеет конкретный смысл по отношению к некоторому фактору, вызывающему и определяющему его.
|
|||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 157; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.46.58 (0.013 с.) |