מצגות על פיזיקה תורת היחסות המיוחדת. מצגת בנושא "תורת היחסות המיוחדת"

תורת היחסות המיוחדת מצגת שהוכנה על ידי:
SIMONOVA EKATERINA
תלמיד שנה ב', קבוצה מס' 3
הפקולטה לקונפליקטולוגיה

תורת היחסות המיוחדת

חולל מהפכה ברעיונות שלנו על מרחב וזמן,
על אנרגיה וחומר, רעיונות אליהם
האנושות הלכה במשך אלפי שנים
סיפורים.

מכניקה קלאסית של ניוטון וגלילאו

עקרון האינרציה:
"גופים שלא חווים
השפעת כוחות, נעים
באופן שווה וישר"
העיקרון של הוספת מהירויות:
"מתווסף מהירות הגוף
ממהירות מסגרת הייחוס
ומהירות תנועת הגוף פנימה
שֶׁלָה"
עקרון היחסות
גָלִיל:
"כל חוקי המכניקה
אותו הדבר
במערכות אינרציאליות
ספירה לאחור"

מערכות ייחוס אינרציאליות - מערכות
קריאות שנמצאות במנוחה
או לנוע בקו ישר בצורה אחידה
מערכות ייחוס לא אינרציאליות – מערכות
הפניות שנעות עם האצה
בשנת 1632 גיבש גלילאו גליליי
עקרון היחסות:
כל התופעות המכניות מתרחשות בכל
מערכות ייחוס אינרציאליות זהות
דֶרֶך. כל חוקי המכניקה הם בלתי משתנים ביחס ל
ביחס לכל מערכות אינרציאליות
ספירה לאחור.

המחצית השנייה של המאה ה-19,
ג'יי מקסוול
גובש
חוקי יסוד
אלקטרודינמיקה
האם העיקרון תקף?
תורת היחסות, תקף עבור
תופעות מכניות, עד אלקטרומגנטיות
תופעות?

פיתוח מושגים פיזיקליים במאה ה-19

6
חשמל ומגנטיות מולידים זה את זה
חבר
השדה האלקטרומגנטי מתפשט
כמו גל
אור הוא גל אלקטרומגנטי
משוואות מקסוול לאלקטרומגנטיות
תחומים הם צורת הידע הגבוהה ביותר לגבי
אלקטרומגנטיות

שני רעיונות על אור שהתפתחו בפיזיקה במאה ה-17

7
ניוטון (1643-1727):
"אור הוא זרם של חלקיקים
בריק"
הויגנס (1629-1695):
"אור הוא גל באתר"

ניוטון: השתקפות האור היא הקפצה של חלקיקי אור ממכשול

8

HUYGENS: האור הוא גל באתר

9
אתר הוא מדיום שבו
מתפשט אור
מהירות האור באוויר
ללא תלות במהירות
מָקוֹר
הנקודה הגיעה
הגל עצמו הופך
מקור גל

רעיונות על אור במאה ה-19

10
אור הוא גל אלקטרומגנטי
מתפשט באוויר העולם
האתר העולמי הוא מדיום נייח,
ממלא את כל החלל, עבור
התפשטות של גלים אלקטרומגנטיים

הפיצול ברעיונות הפיזיקאים לגבי טבע האור עד תחילת המאה ה-20

11
גלי אור
ב-EMPTIN
פואנקייר איינשטיין
הויגנס
זרם חלש
חלקיקים
גלי אור
אֶתֶר
ניוטון
לורנץ
ריץ

בקרונית נעה ביחס למסילת הרכבת
דרך, אות אור נשלח לכיוון
תנועות.

לגבי האדם בכרכרה?
מהי מהירות אות האור
יחסית לאדם עלי אדמות?

13
עקרון היחסות
לא חל על אלקטרומגנטיות
תופעות.
ה' לורנץ

התגלו סתירות בין אלקטרודינמיקה למכניקה ניוטונית. פתרונות אפשריים:

14
המשוואות של מקסוול
לֹא הוֹגֶן
ג' הרץ

התגלו סתירות בין אלקטרודינמיקה למכניקה ניוטונית. פתרונות אפשריים:

15
עקרון היחסות והמשוואות
מקסוול הם הוגנים,
צריך לוותר על הקלאסיים
רעיונות על חלל ו
זְמַן.
א' איינשטיין

אלברט איינשטיין - יוצר תורת היחסות

תיאוריה מיוחדת
תוֹרַת הָיַחֲסוּת
התפרסם
בשנת 1905.
יותר מורכב מנקודת מבט
נקודת מבט מתמטית
התיאוריה הכללית של המנגנון
תורת היחסות הייתה
הושלם על ידי איינשטיין
עד 1916.

STO ו-OTO

תורת היחסות המיוחדת (SRT) היא תיאוריה
תיאור תנועה, יחסים בין
מרחב וזמן במהירויות קרובות ל
מהירות האור.
תורת היחסות הכללית (GTR) היא תיאוריה
שהיא הכללה של SRT עבור
שדות כבידה.

הנחות של תורת היחסות הפרטית של איינשטיין (1905)

18
פוסטולטה 1. עקרון תורת היחסות
כל התהליכים הטבעיים מתנהלים באופן שווה בכולם
מערכות ייחוס אינרציאליות.
פוסטולטה 2. עקרון הקביעות
מהירות האור
מהירות האור בוואקום זהה לכולם
מערכות ייחוס אינרציאליות, זה לא תלוי באף אחת
מהירות המקור, וגם לא מהירות המקלט
אות אור.

המסקנות העיקריות מתורת היחסות הפרטית של איינשטיין (1905)

19
1. הקטנת גודל הגוף
2. הרחבת זמן
3.חוק החיבור היחסותי
מהירויות
4.חוק המכניקה הרלטיביסטית.
הקשר בין מסה לאנרגיה

SRT תורת היחסות המיוחדת (STR) היא תיאוריה המתארת ​​תנועה, חוקי המכניקה ויחסי מרחב-זמן במהירויות תנועה שרירותיות הנמוכות ממהירות האור בוואקום, כולל אלו הקרובות למהירות האור. במסגרת תורת היחסות הפרטית, המכניקה הניוטונית הקלאסית היא קירוב למהירות נמוכה. הכללה של STR עבור שדות כבידה נקראת תורת היחסות הכללית (STR) היא תיאוריה המתארת ​​תנועה, חוקי מכניקה ויחסי מרחב-זמן במהירויות תנועה שרירותיות פחות ממהירות האור בוואקום. , כולל אלה הקרובים למהירות האור. במסגרת תורת היחסות הפרטית, המכניקה הניוטונית הקלאסית היא קירוב למהירות נמוכה. הכללה של STR עבור שדות כבידה נקראת תורת היחסות הכללית. סטיות במהלך של תהליכים פיזיקליים מהתחזיות של המכניקה הקלאסית המתוארות על ידי תורת היחסות המיוחדת נקראות אפקטים רלטיביסטיים, והמהירויות שבהן השפעות כאלה הופכות למשמעותיות נקראות מהירויות יחסותיות במהלך התהליכים הפיזיקליים מהניבויים של המכניקה הקלאסית המתוארת על ידי תורת היחסות המיוחדת נקראת אפקטים יחסיות, ומהירויות המתוארות על ידי תורת היחסות המיוחדת שבהן הופכות אפקטים כאלה למהירויות יחסיות משמעותיות.

מההיסטוריה של תחנות השירות. תורת היחסות המיוחדת פותחה בתחילת המאה ה-20 באמצעות מאמציהם של G.A. Lorentz, A. Poincaré, A. Einstein ומדענים נוספים. הבסיס הניסיוני ליצירת SRT היה הניסוי של מיכלסון. תוצאותיו היו בלתי צפויות לפיזיקה הקלאסית של זמנו: עצמאות מהירות האור מהכיוון (איזוטרופיה) ותנועת המסלול של כדור הארץ סביב השמש. ניסיון לפרש תוצאה זו בתחילת המאה ה-20 הביא לתיקון של מושגים קלאסיים והביא ליצירת תורת היחסות המיוחדת. תורת היחסות המיוחדת פותחה בתחילת המאה ה-20 באמצעות מאמציהם של G.A. Lorentz, A. Poincaré, A. Einstein ומדענים נוספים. הבסיס הניסיוני ליצירת SRT היה הניסוי של מיכלסון. תוצאותיו היו בלתי צפויות לפיזיקה הקלאסית של זמנו: עצמאות מהירות האור מהכיוון (איזוטרופיה) ותנועת המסלול של כדור הארץ סביב השמש. ניסיון לפרש תוצאה זו בתחילת המאה ה-20 הביא לתיקון של מושגים קלאסיים והביא ליצירת תורת היחסות המיוחדת.

כאשר נעים במהירויות כמעט אור, חוקי הדינמיקה משתנים. יש לשנות את החוק השני של ניוטון, המתייחס לכוח ותאוצה, עבור גופים בעלי מהירויות קרובות למהירות האור. בנוסף, לביטוי המומנטום והאנרגיה הקינטית של הגוף יש תלות מורכבת יותר במהירות מאשר במקרה הלא-יחסותי. כאשר נעים במהירויות כמעט אור, חוקי הדינמיקה משתנים. יש לשנות את החוק השני של ניוטון, המתייחס לכוח ותאוצה, עבור גופים בעלי מהירויות קרובות למהירות האור. בנוסף, לביטוי המומנטום והאנרגיה הקינטית של הגוף יש תלות מורכבת יותר במהירות מאשר במקרה הלא-יחסותי.

מושגי יסוד של SRT. מערכת הייחוס מייצגת גוף חומרי מסוים שנבחר כתחילתה של מערכת זו, שיטה לקביעת מיקומם של עצמים ביחס לתחילת מערכת הייחוס ושיטה למדידת זמן. בדרך כלל מבחינים בין מערכות ייחוס למערכות קואורדינטות. הוספת נוהל למדידת זמן למערכת קואורדינטות "הופכת" אותה למערכת ייחוס מערכת הייחוס היא גוף חומרי מסוים שנבחר כמקור של מערכת זו, שיטה לקביעת מיקום עצמים ביחס למקור ההתייחסות. מערכת, ושיטה למדידת זמן. בדרך כלל מבחינים בין מערכות ייחוס למערכות קואורדינטות. הוספת נוהל מדידת זמן למערכת קואורדינטות "הופכת" אותה למערכת ייחוס. מערכת התייחסות אינרציאלית (IRS) היא מערכת יחסית שאליה נע אובייקט, שאינו נתון להשפעות חיצוניות, בצורה אחידה וליווית. באופן אחיד וישיר. אירוע הוא כל תהליך פיזי שניתן למקם אותו במרחב ומשך זמן קצר מאוד. במילים אחרות, אירוע מאופיין לחלוטין בקואורדינטות (x, y, z) וזמן t. אירוע הוא כל תהליך פיזי שניתן למקם אותו במרחב ובעל משך זמן קצר מאוד. במילים אחרות, האירוע מאופיין לחלוטין בקואורדינטות (x, y, z) וזמן t.

בדרך כלל נחשבות שתי מערכות אינרציאליות S ו-S." הזמן והקואורדינטות של אירוע כלשהו הנמדד ביחס למערכת S מסומנים כ-(t, x, y, z), והקואורדינטות והזמן של אותו אירוע נמדדים ביחס ל- מערכת S מסומנים כ-(t" , x", y", z"). נוח להניח שצירי הקואורדינטות של המערכות מקבילים זה לזה והמערכת S" נעה לאורך ציר ה-x של מערכת S במהירות v. אחת הבעיות של SRT היא לחפש יחסים מתחברים (t ", x", y", z") ו-(t, x, y, z), אשר נקראות טרנספורמציות לורנץ.

1 עקרון היחסות. כל חוקי הטבע הם בלתי משתנים ביחס למעבר ממסגרת ייחוס אינרציאלית אחת לאחרת (הם ממשיכים באופן זהה בכל מסגרת ההתייחסות האינרציאלית). כל חוקי הטבע הם בלתי משתנים ביחס למעבר ממסגרת ייחוס אינרציאלית אחת לאחרת (הם ממשיכים באופן זהה בכל מסגרת ההתייחסות האינרציאלית). זה אומר שבכל מערכות האינרציה לחוקים הפיזיקליים (לא רק המכניים) יש את אותה צורה. לפיכך, עקרון היחסות של המכניקה הקלאסית מוכלל לכל תהליכי הטבע, כולל אלקטרומגנטיים. עקרון כללי זה נקרא עקרון היחסות של איינשטיין. זה אומר שבכל מערכות האינרציה לחוקים הפיזיקליים (לא רק המכניים) יש את אותה צורה. לפיכך, עקרון היחסות של המכניקה הקלאסית מוכלל לכל תהליכי הטבע, כולל אלקטרומגנטיים. עקרון כללי זה נקרא עקרון היחסות של איינשטיין.

2 עקרון היחסות. מהירות האור בוואקום אינה תלויה במהירות התנועה של מקור האור או הצופה והיא זהה בכל מסגרות הייחוס האינרציאליות. מהירות האור בוואקום אינה תלויה במהירות התנועה של מקור האור או הצופה והיא זהה בכל מסגרות הייחוס האינרציאליות. מהירות האור תופסת עמדה מיוחדת ב-SRT. זוהי המהירות המרבית של העברת אינטראקציות ואותות מנקודה אחת בחלל לאחרת. מהירות האור תופסת עמדה מיוחדת ב-SRT. זוהי המהירות המרבית של העברת אינטראקציות ואותות מנקודה אחת בחלל לאחרת.

מאה. SRT איפשר לפתור את כל הבעיות של הפיזיקה "טרום איינשטיין" ולהסביר את התוצאות "הסותרות" של ניסויים בתחום האלקטרודינמיקה והאופטיקה הידועים באותה תקופה. לאחר מכן, STR נתמך בנתונים ניסיוניים שהתקבלו מחקר תנועת חלקיקים מהירים במאיצים, תהליכים אטומיים, תגובות גרעיניות וכו'. SRT איפשר לפתור את כל הבעיות של הפיזיקה "פרה-איינשטיין" ולהסביר את התוצאות "הסותרות" של ניסויים בתחום הידוע אז אלקטרודינמיקה ואופטיקה. לאחר מכן, SRT נתמך בנתונים ניסיוניים שהתקבלו מחקר תנועת חלקיקים מהירים במאיצים, תהליכים אטומיים, תגובות גרעיניות וכו'.

דוגמא. ברגע הזמן t = 0, כאשר צירי הקואורדינטות של שתי מערכות אינרציאליות K ו-K" חופפים, התרחש הבזק אור קצר טווח במקורן המשותף של הקואורדינטות. בזמן t, המערכות יעברו זו מזו ביחס לזו. במרחק υt, ולחזית הגל הכדורית בכל מערכת יהיה רדיוס ct, שכן המערכות שוות ובכל אחת מהן מהירות האור שווה ל-c מנקודת מבטו של צופה במערכת K , מרכז הכדור נמצא בנקודה O, ומנקודת מבטו של צופה במערכת K הוא יהיה בנקודה O. t = 0, כאשר צירי הקואורדינטות של שתי מערכות אינרציאליות K ו-K" חופפים, א הבזק אור לטווח קצר התרחש במקור המשותף. בזמן t, המערכות יעברו אחת לשנייה במרחק υt, ולחזית הגל הכדורית בכל מערכת יהיה רדיוס ct, שכן המערכות שוות ובכל אחת מהן מהירות האור שווה ל-c. מנקודת מבט של צופה במערכת K, מרכז הכדור נמצא בנקודה O, ומנקודת מבט של צופה במערכת K, הוא יהיה בנקודה O."

הסבר על סתירות. כדי להחליף את התמורות הגליליות, SRT הציע נוסחאות טרנספורמציה אחרות בעת מעבר ממערכת אינרציאלית אחת לאחרת - מה שנקרא טרנספורמציות לורנץ, אשר במהירויות תנועה קרובות למהירות האור מאפשרות לנו להסביר את כל ההשפעות היחסיות, ובמהירויות נמוכות ( υ

לצפייה במצגת עם תמונות, עיצוב ושקופיות, הורד את הקובץ שלו ופתח אותו ב-PowerPointבמחשב שלך.
תוכן טקסט של שקופיות מצגת: MOAN.V. ברנדינה ISO היא מערכת התייחסות שגוף חופשי נע באופן ישיר ואחיד או נמצא במצב מנוחה תופעה פיזיקלית שמתרחשת בנקודה מסוימת במרחב ביחס לכל ISO בנקודת זמן כלשהי, מושג אידיאלי Event Postulate - עמדה התחלתית, אמירה שמתקבלת ללא הוכחה קפדנית, אך מבוססת, למשל, על ידי ניסויים ISO היא מערכת התייחסות אליה הגוף נמצא במנוחה זמן התנועה של הגוף, הנמדד במערכת כזו, הוא הזמן שלו עצמו, הנמדד במערכת כזו, הוא מסת המנוחה. מסגרת אינרציה משלו Invariant היא כמות בלתי תלויה בבחירת ISO (מהירות האור היא בלתי משתנה, אירוע הוא בלתי משתנה) Invariant בכל רשימה של המאה האנשים המשמעותיים ביותר, אדם זה תמיד היה נוכח מייסדי הפיזיקה התיאורטית המודרנית, חתן פרס נובל לפיזיקה לשנת 1921. חי בגרמניה (1879-1893, 1914-1933), שוויץ (1893-1914) ובארה"ב (1933-1955). בגיל שש החל לנגן בכינור, ובגימנסיה לא נמנה עם התלמידים הראשונים לאחר שסיים את לימודיו בפוליטכניקה, קיבל תעודה כמורה למתמטיקה ופיזיקה. הוא עבד במשרד הפטנטים, והתמקד בעיקר בהערכת מומחים להמצאות. תוכנית פשיסטית. 1. רעיונות קלאסיים על מרחב וזמן. 2. הופעתה של מכניקה חדשה. 3. הנחות תורת היחסות. 4. ההשלכות העיקריות של ההנחות של תורת היחסות. 5.מסה ואנרגיה בתורת היחסות המיוחדת. 6. יישום תורת היחסות. 1. רעיונות קלאסיים על מרחב וזמן עקרון היחסות של ג' גלילאו (המאה ה-17) כל התופעות המכניות בתנאי התחלה שווים מתרחשות באופן זהה בכל מערכות האינרציה. בכל אמצעי מכני בין אם ה-ISO במנוחה או נע באופן אחיד וישיר חוק גלילאו על הוספת מהירויות ʋ= ʋˈ+ ʋₒ1. רעיונות קלאסיים על מרחב וזמן אייזק ניוטון הכליל את תגליות גלילאו (2 חוקים) הוסיף חוק שלישי והעלה השערה לגבי משיכה הדדית מכניקה קלאסית אורך הגופים זהה בכל ISO הזמן זורם זהה ב-ISOs שונים המסה של גוף אינו תלוי במהירות ואינו משתנה כאשר עוברים מ-ISO אחד לאחר: מרחב וזמן הם מוחלטים. אני מרשק כתב: העולם היה עטוף בחושך עמוק. ויהי אור! ואז הופיע ניוטון! 1. רעיונות קלאסיים על מרחב וזמן המשך השיר מאת ש.יה. מרשק: השטן לא חיכה הרבה עד שאיינשטיין הגיע - הכל הפך כרגיל. 1881 המדענים האמריקאים A. Michelson ו- E. Morley השוו את מהירות האור בכיוון התנועה של כדור הארץ ובכיוון הניצב. בשני המקרים, מהירות האור התבררה כשווה ל-c = 3*108 m/s, דבר שסותר את הכלל הקלאסי של הוספת מהירויות. מסקנה: מהירות הגלים האלקטרומגנטיים בוואקום היא קבועה וגופה, ללא קשר לבחירת ה-ISO. חוק הוספת המהירויות לא עובד?2. הופעתה של מכניקה חדשה בעיה מדעית: האם עקרון היחסות של גלילאו תקף (כיצד ליישב את עקרונות המכניקה וחוקי האלקטרודינמיקה?) שיטות פתרון עקרון היחסות אינו חל על תופעות אלקטרומגנטיות. משוואות מקסוול אינן נכונות. מושגי מרחב וזמן שנה אותם כך שכאשר עוברים מ-1 CO למשנהו זה לא משתנה שנה את חוקי ניוטון 3. פוסטולציות של תורת היחסות הכליל את עקרון היחסות של גלילאו לכל התהליכים הפיזיקליים ושילב אותו עם הנחה של הקביעות של מהירות האור 1905 "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים." הנחה I: עקרון היחסות: בכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות, כל התופעות הפיזיקליות (כל תהליכי הטבע) מתקיימות באותו אופן. הנחה זו היא הכללה של עקרון היחסות של ניוטון לא רק לחוקי המכניקה, אלא גם לחוקי שאר הפיסיקה העמדה השנייה: עקרון הקביעות של מהירות האור: מהירות האור בוואקום היא המהירות המגבילה של כל אינטראקציה ואינה תלויה במהירות המקור והמקלט של אות האור.< < c); релятивистская механика, изучает движение макроскопических тел с большими скоростями (ʋ < c); квантовая механика, изучает движение микроскопических тел с малыми скоростями (ʋ < < c); релятивистская квантовая физика, изучает движение микроскопических тел с произвольными скоростями (ʋ ? c). 1. Относительность одновременности. События, одновременные в одной инерциальной системе отсчета, не одновременны в других инерциальных системах отсчета, движущихся относительно первой. 2. Относительность длины (расстояний). Длина не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной системы отсчёта. Уменьшение длины в направлении движения (релятивистский эффект сокращения длины)3. Относительность промежутка времениДлительность одного и того же процесса различна в различных инерциальных системах отсчета. (Релятивистский эффект замедления времени)τ =4.Основные следствия постулатов теории относительности 4. Релятивистский закон сложения скоростей. Свойство закона сложения скоростей: при любых скоростях тела и системы отсчета (не больше скорости света в вакууме), результирующая скорость не превышает с. Движение реальных тел со скоростью больше с невозможно.Для малых скоростей получаем классический закон сложения скоростей 4.Основные следствия постулатов теории относительности 5. Масса и энергия в специальной теории относительностиМасса движущегося тела возрастает при увеличении скорости его движенияm =Е = mс 2Массовая частица обладает энергиейс 2Е =В системе отсчёта, в которой тело покоится, его энергия = энергия покояЕ = m0с 2 Импульс и энергия в специальной теории относительностиЕ2 = с 2р2+ с 4 m 2Справедливо во всех ИСО - ивариантр =Релятивистская энергия – собственная энергия частицы и релятивистская кинетическая энергияЕ = m с 2 + Е к Принцип соответствияЛюбая теория должна включать предыдущую как предельный случайПри скоростях движения тела, меньших скорости света, формулы СТО переходят в классическиеВывод: теория относительности не отвергает законов классической механики, она их уточняет для скоростей, близких к скорости света В астрономии: 1. Эйнштейн утверждал, что во время прохождения света вблизи больших масс должно наблюдаться искривление лучей. Это было подтверждено в 1919 г. Во время полного солнечного затмения участники Международной экспедиции сфотографировали звездное небо во время затмения. Сравнивая эти фотографии с фотографиями того же участка неба, но без Солнца, ученые обнаружили, что звезды сместились. Это результат смещения световых лучей от звезд при прохождении их вблизи Солнца. 2. Часы идут медленнее вблизи массивных тел. 3. Доказано, что во время движения планет вокруг Солнца плоскости их орбит поворачиваются. 4. В астрономии было открыто явление удаления галактик, причем скорость удаления пропорциональна расстоянию от галактики до наблюдателя. Это открытие согласовано с выводами теории относительности о зависимости длины волны от скорости. 6.Применение теории относительности

Filimonova L.V. 20.12.06 F-11, FS-12

עקרון היחסות בתורת הקוונטים

מכניקה קלאסית מבוססת על

עקרון מכני של תורת היחסות (או עקרון תורת היחסות של גלילאו): חוקי הדינמיקה זהים בכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות.

עיקרון זה אומר כי חוקי הדינמיקהבלתי משתנה (כלומר בלתי ניתן לשינוי) ביחס ל התמורות של גלילאו:

ההנחה היא שברגע הראשוני צירי הקואורדינטות של שתי המערכות חופפים

מהתמורות של גלילאו נובע הקלאסיחוק המרת מהירותבעת מעבר ממערכת התייחסות אחת לאחרת.

יסודות עמדת שירות

Def. SRT - תיאוריה פיזיקלית של מרחב ו

זמן, תוך התחשבות ביחס הגיאומטרי הקיים ביניהם.

היא מבוססת על "עקרון היחסות" או "הנחת תורת היחסות", כלומר.שְׁלִילָה

רעיונות על מסגרת ייחוס נייחת מוחלטת הקשורה לאתר נייח.

פואנקרה: "חוסר האפשרות הזו להדגים בניסוי את התנועה המוחלטת של כדור הארץ מייצגת

חוק של הטבע; אנחנו באים לאמץ את החוק הזה, שנקרא לו הנחת היחסות, ואנו נקבל זאת ללא הסתייגויות".

המשמעות של "הנחת תורת היחסות"

הרמן מינקובסקי: "משמעות ההנחה מסתכמת בעובדה שבתופעות ניתן לנו רק עולם ארבע ממדי במרחב ובזמן, אבל אפשר לקחת את ההשלכות של העולם הזה לחלל ולזמן עם כמה

שרירותיות, ברצוני לתת לאמירה זו שם: הנחה

שלום מוחלט"

הבדלים בין KM ל-STO

ההבדל העיקרי בין מושגי החלל ו

הזמן של תורת היחסות מרעיונות הפיזיקה הניוטונית היא הקשר בין מרחב וזמן.

קשר זה מתגלה בנוסחאות להמרת קואורדינטות וזמן במעבר ממערכת ייחוס אחת לאחרת (טרנספורמציה לורנץ).

(*) מבטאים רעיונות חדשים על מרחב וזמן: חיבורם לסעפת מסוג גיאומטרי יחיד, סעפת בעלת גיאומטריה פסאודו-אוקלידית ארבע ממדית מיוחדת, גיאומטריה שבה הזמן קשור קשר הדוק למרחב ואינו יכול להיחשב ללא תלות ב אַחֲרוֹן.

מאותם רעיונות נובעים החשובים ביותר

השלכות על חוקי הטבע, המתבטאות בדרישת שיתוף פעולה (כלומר אי משתנה של צורה) של תהליכים פיזיקליים כלשהם ביחס לטרנספורמציות של קואורדינטות מרחב-זמן ארבע-ממדיות.

במקרה זה, מושג היחסות מקבל רק משמעות של ריבוי אפשרידימויים מרחבי-זמניים של תופעות עם מוחלטות של תוכן, כלומר. חוקי הטבע.

זמן חופשי

בכלל כל תופעה פיזיקלית מתרחשת במרחב ובזמןואי אפשר לתאר בתודעתנו אלא במרחב ובזמן.

מרחב וזמן הם צורות הקיום של החומר. שום חומר לא קיים מחוץ למרחב ולזמן.

דימוי קונקרטי של מרחב וזמן הואמערכת התייחסות, כלומר. מגוון קואורדינטות-זמן של מספרים המרכיבים רשת דמיונית ורצף זמן של כל הנקודות המרחביות והזמניות האפשריות. אותו מרחב וזמן יכולים להיות מיוצגים על ידי רשתות זמן קואורדינטות שונות (מערכות התייחסות).

ההנחות של איינשטיין

טרנספורמציות לורנץ המשקפות תכונותמרחב-זמן נגזר על ידי איינשטיין בהתבסס על 2 הנחות: עקרון היחסות ועקרון הקביעות של מהירות האור.

1. החוקים לפיהם משתנים מצבי המערכות הפיזיקליות אינם תלויים לאיזו משתי מערכות הקואורדינטות, הנמצאות בתנועת תרגום אחידה זו ביחס לשנייה, שייכים שינויי המצבים הללו.

2. כל קרן אור נעה במערכת קואורדינטות "מנוחה" במהירות מסוימת, ללא קשר לשאלה אם קרן אור זו נפלטת על ידי גוף במנוחה או בתנועה.

ההנחות של איינשטיין

SRT מבוסס על שני עקרונות או הנחות שנוסח על ידי איינשטיין ב-1905.

עקרון היחסות: כל חוקי הטבע

בלתי משתנה ביחס למעבר ממסגרת אינרציאלית אחת לאחרת . זה אומר שבכל מערכות האינרציה לחוקים הפיזיקליים (לא רק המכניים) יש את אותה צורה. לפיכך, עקרון היחסות של המכניקה הקלאסית מוכלל לכל תהליכי הטבע, כולל אלקטרומגנטיים. העיקרון המוכלל הזה נקרא

עקרון היחסות של איינשטיין.

עקרון הקביעות של מהירות האור: מהירות

אור בוואקום אינו תלוי במהירות התנועה של מקור האור או הצופה והוא זהה בכל מסגרות הייחוס האינרציאליות . מהירות האור תופסת עמדה מיוחדת ב-SRT. זוהי המהירות המרבית של שידור של אינטראקציות ואותות מנקודה אחת בחלל לאחרת.

POSTULATE (מדרישת postulatum הלטינית), עמדה (שיפוט, אמירה) המתקבלת במסגרת מעמד. מַדָעִי תיאוריה כנכונה עקב ראיות ולכן ממלאת תפקיד של אקסיומה בתיאוריה זו (יחד עם אקסיומות הלוגיקה). אלו הם, למשל, עקרון היחסות גלילאו-נבסקי ועקרון הקביעות של מהירות האור במכניקה היחסית. הצהרת פסק דין

הנחותיו של איינשטיין ההנחות של איינשטיין בעבודתו, איינשטיין, ללא ניסוי חדש אחד, לאחר שניתח והכליל עובדות ניסוי ידועות כבר, התווה לראשונה את רעיונות תורת היחסות, ששינתה באופן קיצוני את הרעיונות הרגילים לגבי תכונות המרחב והחלל. זְמַן. בעבודתו, איינשטיין, ללא ניסוי חדש אחד, לאחר שניתח והכליל עובדות ניסוי ידועות כבר, התווה לראשונה את הרעיונות של תורת היחסות, ששינתה באופן קיצוני את הרעיונות הרגילים לגבי תכונות המרחב והזמן. תורת היחסות של איינשטיין מורכבת משני חלקים: תורת היחסות המיוחדת והכללית. ב-1905 פרסם איינשטיין את הרעיונות הבסיסיים של תורת היחסות החלקית או המיוחדת, הרואה את תכונות המרחב והזמן תקפות בתנאים שבהם ניתן להזניח את כוח המשיכה של גופים, כלומר. רואים בשדות הכבידה שלהם כ"זניח. תורת היחסות, העוסקת בתכונות המרחב והזמן בשדות כבידה חזקים, נקראת תורת היחסות הכללית. העקרונות של תורת היחסות הכללית הותוו על ידי איינשטיין 10 שנים מאוחר יותר מאשר התיאוריה הפרטית, בשנת 1915. תורת היחסות של איינשטיין מורכבת משני חלקים: תורת היחסות החלקית והכללית בשנת 1905 פרסם איינשטיין את הרעיונות הבסיסיים של תורת היחסות החלקית או המיוחדת, המתחשבת בתכונות המרחב והזמן. תקף בתנאים שבהם ניתן להזניח את כוח המשיכה של גופים, כלומר הם נחשבים לשדות כבידה זניחים. תורת היחסות, העוסקת בתכונות המרחב והזמן בשדות כבידה חזקים, נקראת תורת היחסות הכללית. העקרונות של תורת היחסות הכללית הותוו על ידי איינשטיין 10 שנים מאוחר יותר מתורת היחסות הכללית, ב-1915.

תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין התבססה על שתי הנחות, כלומר. אמירות שמקובלות כנכונות במסגרת תיאוריה מדעית נתונה ללא הוכחה (במתמטיקה, אמירות כאלה נקראות אקסיומות). תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין התבססה על שתי הנחות, כלומר. אמירות שמקובלות כנכונות במסגרת תיאוריה מדעית נתונה ללא הוכחה (במתמטיקה אמירות כאלה נקראות אקסיומות). 1 ההנחה או עקרון היחסות של איינשטיין: כל חוקי הטבע הם בלתי משתנים ביחס לכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות. כל התופעות הפיזיקליות, הכימיות והביולוגיות מתרחשות באותו אופן בכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות. ההנחה הראשונה של איינשטיין או עקרון היחסות: כל חוקי הטבע הם בלתי משתנים ביחס לכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות. כל התופעות הפיזיקליות, הכימיות והביולוגיות מתרחשות באותו אופן בכל מסגרות ההתייחסות האינרציאליות. עמדה שניה או עקרון הקביעות של מהירות האור: מהירות האור בוואקום קבועה וזהה ביחס לכל מסגרת ייחוס אינרציאלית. זה לא תלוי במהירות של מקור האור או במהירות של המקלט שלו. שום חפץ חומרי לא יכול לנוע מהר יותר ממהירות האור בוואקום. יתר על כן, פאי חלקיק אחד של חומר, כלומר. חלקיק עם מסת מנוחה שונה מאפס לא יכול להגיע למהירות האור בוואקום רק חלקיקי שדה יכולים לנוע במהירות כזו, כלומר. חלקיקים בעלי מסת מנוחה שווה לאפס. עמדה שניה או עקרון הקביעות של מהירות האור: מהירות האור בוואקום קבועה וזהה ביחס לכל מסגרת ייחוס אינרציאלית. זה לא תלוי במהירות של מקור האור או במהירות של המקלט שלו. שום חפץ חומרי לא יכול לנוע מהר יותר ממהירות האור בוואקום. יתר על כן, פאי חלקיק אחד של חומר, כלומר. חלקיק עם מסת מנוחה שונה מאפס לא יכול להגיע למהירות האור בוואקום רק חלקיקי שדה יכולים לנוע במהירות כזו, כלומר. חלקיקים עם מסת מנוחה שווה לאפס.

אתה עובד על ניתוח ההנחה הראשונה של איינשטיין, אנו רואים שאיינשטיין הרחיב את היקף עקרון היחסות של גלילאו, והרחיב אותו לכל תופעות פיזיקליות, כולל אלקטרומגנטיות. ההנחה 1 של איינשטיין נובעת ישירות מניסוי מיכלסון-מורלי, שהוכיח את היעדר מסגרת התייחסות מוחלטת בטבע. מתוצאות ניסוי זה נובעת ההנחה השנייה של איינשטיין לגבי קביעות מהירות האור בוואקום, אשר בכל זאת מתנגשת עם ההנחה הראשונה אם נרחיב לתופעות אלקטרומגנטיות לא רק את עקרון היחסות הגלילי עצמו, אלא גם הגלילי. כלל להוספת מהירויות, הנובע מכללי Galileo -va להתמרת קואורדינטות (ראה סעיף 10). כתוצאה מכך, הטרנספורמציות של גלילאו עבור קואורדינטות וזמן, כמו גם הכלל שלו להוספת מהירויות לתופעות אלקטרומגנטיות אינן ישימות בניתוח ההנחה הראשונה של איינשטיין, אנו רואים שאיינשטיין הרחיב את היקף עקרון היחסות של גלילאו, והרחיב אותו לכל תופעות פיזיקליות, כולל. אלה אלקטרומגנטיים. ההנחה 1 של איינשטיין נובעת ישירות מניסוי מיכלסון-מורלי, שהוכיח את היעדר מסגרת התייחסות מוחלטת בטבע. מתוצאות ניסוי זה נובעת ההנחה השנייה של איינשטיין לגבי קביעות מהירות האור בוואקום, אשר בכל זאת מתנגשת עם ההנחה הראשונה אם נרחיב לתופעות אלקטרומגנטיות לא רק את עקרון היחסות הגלילי עצמו, אלא גם הגלילי. כלל להוספת מהירויות, הנובע מכללי Galileo -va להתמרת קואורדינטות (ראה סעיף 10). כתוצאה מכך, הטרנספורמציות של גלילאו עבור קואורדינטות וזמן, כמו גם הכלל שלו להוספת מהירויות, אינם ישימים על תופעות אלקטרומגנטיות