Реферат: Элементы специальной теории относительности

Министерство образования РФ

Самарская государственнаяэкономическая академия

зачтено

Реферат (отработка семинара №4).

Элементы специальной теорииотносительности

Выполнил: студент СГЭАфакультета

систем управления группы М.О.-1

1 курса МанагаровР.И.

Проверил: Мирошников ЮрийФёдорович

Самара 2002

В своей работе «К электродинамике движущихся тел», опубликованной в1905г., Эйнштейн сформулировал более точную теорию механики быстродвижущихсятел — специальную теорию относительности.(1)

Специальная теория относительности (СТО) применима для тел, движущихся соскоростью, близкой к скорости света в вакууме (v~с).Основные следствия этой теории следующие.

Масса частицы зависит от скорости ее движения:

m0 — масса покоя частицы.

Продольная длина тел сокращается, согласно формуле:

l0 — cобственная длинатела при V = 0.

Движущиеся часы идут медленнее:

Δt0 — собственное время, измеренное понеподвижным относительно наблюдателя часам.

Кинетическая энергия релятивистской частицы:

где <img src="/cache/referats/13160/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1029">
<img src="/cache/referats/13160/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

Закон взаимосвязи массы частицы с ее полной энергией записывается как

Исходными для построения теории относительности являются два законаприроды, получившие подтверждение в самых различных явлениях движения. Этизаконы были сформулированы Эйнштейном в следующем виде:

1. <span Times New Roman"">

2. <span Times New Roman"">

Первый закон распространяет закон эквивалентности инерциальныхсистем(закон относительности классической механики Галилея — Ньютон) на широкийкласс физических явлений. Второй закон устанавливает постоянство скорости светанезависимо от скорости движения источника света.(1)

Второй закон кажется наиболее парадоксальным. В самом деле, при изучениидвижения тел со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, мыубеждаемся и теоретически, и экспериментально, что скорость тела относительнонеподвижной системы координат зависит от движения «платформы», с которойбросание тела производится. Так мяч, брошенный в направлении движения поезда,будет иметь по отношению к Земле большую скорость, нежели мяч, брошенный снеподвижного поезда. Для случая прямолинейного движения результирующая скоростьбудет равна алгебраической сумме слагаемых скоростей. При движении платформы итела в одну сторону результирующаяскорость будет равна арифметической сумме скоростей и будет подсчитываться поформуле:

где v рез. Естьрезультирующая скорость тела по отношению к Земле, <img src="/cache/referats/13160/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> — скорость платформы, <img src="/cache/referats/13160/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> — скорость тела поотношению к платформе.

Из этого уравнения следует, чторезультирующая скорость всегда меньше скорости света. Даже в предельном случае,когда <img src="/cache/referats/13160/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> = с, <img src="/cache/referats/13160/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

Существенные изменения претерпевают и другие понятия механики. Масса телав задачах специальной теории относительности зависит от скорости движения тела:

В этой формуле <img src="/cache/referats/13160/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> — масса тела при v = 0 (масса «покоя»), m — масса тела, движущегосясо скоростью v, и массатела неограниченно возрастает, если его скорость приближается к скорости света.

Время в теории относительности не является универсальным; для движущегосянаблюдателя время течет медленнее, чем для неподвижного. Связь времен,показываемых покоящимися и движущимися часами, определяется формулой:

где <img src="/cache/referats/13160/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> — время, отсчитываемоенеподвижными часами, а t — время, показываемое часами, движущимися со скоростью v относительно неподвижной системы. Дляобычных задач механики величина очень мала по сравнению с единицей, и механика Ньютона дает весьматочные результаты.

При скоростях, близких к скорости света, уточнения, даваемые теориейотносительности, приобретают принципиальный характер и в настоящее время,например, конструирование ускорителей, определение времени жизни элементарныхчастиц и экспериментальное определение массы быстродвижущихся тел не могут бытьпроизведены без учета результатов, вытекающих из специальной теорииотносительности.(3)

Литература:

1.<Детская энциклопедия> том 3

2 А.И.Маркушевич, А.М.Кузнецова, И.В.Петрянов<Веществои энергия>.

3. Сополов Е.Ф. <КСЕ>.

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Проблема солнечных нейтрино