Відносність і одночасність подій. Закон взаємозвязку маси і енергії. Основні положення спеціальної теорії відносності. Швидкість світла у вакуумі. - презентация

1 Відносність і одночасність подій. Закон взаємозвязку маси і енергії. Основні положення спеціальної теорії відносності. Швидкість світла у вакуумі.

2 План заняття: 1. Джерела і основи теорії відносності. 1. Джерела і основи теорії відносності. 2. Постулати теорії відносності. 2. Постулати теорії відносності. 3. Релятивістський закон додавання швидкостей. 3. Релятивістський закон додавання швидкостей. 4. Відносність і одночасність подій. 4. Відносність і одночасність подій. 5. Відносність відстаней. 5. Відносність відстаней. 6. Залежність маси від швидкості. 6. Залежність маси від швидкості. 7. Звязок між масою і енергією. 7. Звязок між масою і енергією.

3 В основі класичної механіки – принцип відносності Галілея Будь-які механічні процеси в будь-якій інерціальнній СВ відбуваються однаково. Будь-які механічні процеси в будь-якій інерціальнній СВ відбуваються однаково. Ніякими механічними дослідами не можна встановити, чи тіло перебуває в стані спокою чи в стані руху. Ніякими механічними дослідами не можна встановити, чи тіло перебуває в стані спокою чи в стані руху.

4 Суперечності між електродинамікою та механікою Максвел сформулював основні закони електродинаміки, де швидкість світла в вакуумі м/с Максвел сформулював основні закони електродинаміки, де швидкість світла в вакуумі м/с

5 Теорія відносності це фізична теорія, яка описує властивості простору і часу, а також закономірності відносного руху тіл, зумовленого цими властивостями. Теорія відносності це фізична теорія, яка описує властивості простору і часу, а також закономірності відносного руху тіл, зумовленого цими властивостями. 1. Джерела і основи теорії відносності. Закони класичної механіки працюють коли швидкість руху тіла << швидкості світла

6 2. Постулати теорії відносності. Перший постулат, або принцип відносності: усі закони природи інваріантні по відношенню до всіх систем відліку. Усі фізичні, хімічні, біологічні явища протікають у всіх інерціальних системах однаково. Перший постулат, або принцип відносності: усі закони природи інваріантні по відношенню до всіх систем відліку. Усі фізичні, хімічні, біологічні явища протікають у всіх інерціальних системах однаково.

7 2. Постулати теорії відносності. Другий постулат, або принцип постійності швидкості світла: швидкість світла у вакуумі стала й абсолютна, тобто однакова по відношенню до будь-яких інерціальних систем відліку. Другий постулат, або принцип постійності швидкості світла: швидкість світла у вакуумі стала й абсолютна, тобто однакова по відношенню до будь-яких інерціальних систем відліку.

8 Сталість швидкості світла у вакуумі Швидкість світла величина абсолютна, інваріантна відносно всіх інерціальних систем відліку й не залежить від руху джерела та спостерігача, дорівнює Швидкість світла величина абсолютна, інваріантна відносно всіх інерціальних систем відліку й не залежить від руху джерела та спостерігача, дорівнює 3. Релятивістський закон додавання швидкостей.

9 Релятивістська механіка Релятивістська механіка розділ теоретичної фізики, що розглядає класичні закони руху тіл (частинок) за швидкостей руху v, порівняних зі швидкістю світла. розділ теоретичної фізики, що розглядає класичні закони руху тіл (частинок) за швидкостей руху v, порівняних зі швидкістю світла. 3. Релятивістський закон додавання швидкостей.

10 Релятивістський закон додавання швидкостей: Релятивістський закон додавання швидкостей: 3. Релятивістський закон додавання швидкостей.

11 4. Відносність і одночасність подій. Події, одночасні в одній інерціальній системі відліку, неодночасні в іншій інерціальній системі відліку, яка рухається з іншою, ніж перша система відліку, швидкістю. Події, одночасні в одній інерціальній системі відліку, неодночасні в іншій інерціальній системі відліку, яка рухається з іншою, ніж перша система відліку, швидкістю. Одночасність просторово розділених подій відносна. Одночасність просторово розділених подій відносна.

12 Звязок між часом у нерухомій і рухомій системах відліку визначається формулою: Звязок між часом у нерухомій і рухомій системах відліку визначається формулою: t час між двома подіями в рухомій системі відліку, t 0 у нерухомій системі відліку, v швидкість рухомої системі відліку відносно нерухомої, а с швидкість світла. 4. Відносність і одночасність подій.

13 5. Відносність відстаней Звязок між довжиною тіла з лінійними розмірами (наприклад, стрижня) у рухомій і нерухомій системах відліку визначається формулою: Звязок між довжиною тіла з лінійними розмірами (наприклад, стрижня) у рухомій і нерухомій системах відліку визначається формулою: l 0 довжина стрижня в нерухомій системі відліку, l довжина стрижня в рухомій системі, яка рухається відносно нерухомої зі швидкістю v. Довжина одного і того самого тіла в різних інерціальних системах відліку різна.

14 6. Залежність маси від швидкості Звязок між масою спокою і релятивіською масою виражається формулою: Звязок між масою спокою і релятивіською масою виражається формулою: m 0 - маса спокою, m релятивістська маса, маса рухомої частинки.

15 7. Звязок між масою і енергією Закон взаємозвязку маси і енергії: Тіло також має енергію за нульової швидкості, це так звана енергія спокою:

16 В системі відліку, що рухається рівномірно І прямолінійно щодо спостерігача, відбувається скорочення довжини вздовж напрямку руху

17 Y Z X O Y Z X O Y Z X O Y Z X O vv В системі відліку, що рухається рівномірно і прямолінійно щодо спостерігача, час рухається повільніше

18 Рух зі швидкістю, що перевищує швидкість світла, неможливий V1 = С/2 V2 = С/2 V СБЛИЖЕНИЯ РАКЕТ < V1 + V2

19 V1 = С/2 V2 = С/2 V зближення світлових пучків = С, а не С+С V СВІТЛА = С Рух зі швидкістю, що перевищує швидкість світла, неможливо V СВІТЛА = С

20 «Парадокс близнюків» З двох близнюків, космонавт, який повернувся на Землю, виявиться молодше свого брата, що залишився на Землі, тому що на космічному кораблі, що рухається з величезною швидкістю, темп часу сповільнюється і всі процеси проходять повільніше, ніж на Землі. Парадокс близнюків був підтверджений експериментально. Однак, ефекти уповільнення часу дуже малі (v 0 / с << 1), і ми поки не вміємо їх практично використовувати.

21 «Парадокс близнюків»

22

23 Домашнє завдання: У скільки разів збільшується маса частинки під час руху зі швидкістю 0,99с? У скільки разів збільшується маса частинки під час руху зі швидкістю 0,99с? За якої швидкості релятивістська маса тіла зростає в 2 рази? За якої швидкості релятивістська маса тіла зростає в 2 рази? 1 г води надали 100Дж теплоти. На скільки збільшилася маса води? 1 г води надали 100Дж теплоти. На скільки збільшилася маса води?