Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1)
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #1 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #1](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64a/cc401af492d11a3f0452e3f6345b187f.jpeg)
ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #2 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #2](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64b/6ebf745d286369b167d41e2579bdc12c.jpeg)
Обмеженість механіки Ньютона
Уявлення про простір і час докорінно змінились внаслідок розвитку електродинаміки і фізики" великих швидкостей, яку називають релятивістською фізикою. У процесі вивчення явищ, у яких швидкість руху окремих тіл наближається до швидкості поширення світла с, встановлено, що закони класичної механіки для цих явищ не справджуються. Закони руху в релятивістській динаміці загальніші, а класичні закони Ньютона — це їх окремий випадок, коли швидкості руху V значно менші за швидкість світла (v « с).
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #3 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #3](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64c/3955018db0d17a227c1eb065de160029.jpeg)
Спеціальна теорія відносності — це теорія, яка описує рух, закони механіки, просторово-часові співвідношення під час руху зі швидкостями, близькими до швидкості світла (1905 рік)
Простір характеризує взаємне розташування тіл; простір однорідний, має три виміри; усі напрямки в просторі рівноправні
Час характеризує послідовність подій; час має один вимір; час однорідний та ізотропний
У межах спеціальної теорії відносності класична механіка Ньютона виконується під час руху зі швидкостями, набагато меншими за швидкість світла. Узагальнення СТВ для гравітаційних полів називається загальною теорією відносності
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #4 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #4](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64d/376b786557fd2f5f48053bc7670b4cdc.jpeg)
система отсчета К1 связанна с кораблемсистема отсчета К, относительно которой корабль движется,
Два любых события в точках А и В, одновременные в системе К1 не одновременны в системе К
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #5 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #5](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64e/764d2b5b7e257803a24800f3eaee7393.jpeg)
Постулати спеціальної теорії відносності ,
на яких грунтується теорія, вперше сформулював в 1905 р. А. Ейнштейн.
(Принцип відносності Ейнштейна): Усі процеси в природі відбуваються однаково в будь-якій інерціальній системі; отже ніякими вимірюваннями, проведеними в інерціальній системі відліку неможливо виявити рух цієї системи.
(Сталість швидкості світла): Швидкість світла у вакуумі однакова для всіх інерціальних систем відліку. Вона не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача світлового випромінювання.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #6 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #6](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/64f/dd026397bc0bc6cb317ca399ffc5adc5.jpeg)
Відносність одночасності
Оскільки миттєве передавання взаємодій і сигналів з однієї точки простору до іншої неможливе, то в теорії відносності не можна використовувати уявлення про абсолютний час, темп якого однаковий у різних інерціальних системах. Синхронізація годинників можлива лише за допомогою сигналу, який має граничну швидкість поширення. Скінченність швидкості поширення сигналу призводить до відносної одночасності просторово відокремлених подій: просторово відокремлені події, що одночасні в одній інерціальній системі відліку, не одночасні в будь-якій іншій системі відліку, що рухається відносно першої. При переході з однієї інерціальної системи в іншу може змінюватись послідовність подій у часі, але послідовність причинно-зв'язаних подій залишається незмінною в усіх системах відліку: наслідок настає завжди після причини.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #7 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #7](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/650/9f3d135a125814a38bfee1eaf78a1741.jpeg)
Швидкість світла у вакуумі є максимально можливою швидкістю передачі взаємодій: с = 299792458 м/с (у розрахунках с = 3 • 108 м/с).
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #8 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #8](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/651/f2a8ad1cf28e6b5a77df8fb7c5613717.jpeg)
Відносність відстаней
Відстань між двома будь-якими точками простору — не абсолютна величина, вона залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку. Довжина стержня L в інерціальній системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю V,
дорівнює
l0 — довжина тіла, нерухомого відносно даної системи,
І — довжина тіла, яке рухається відносно системи зі швидкістю и
Довжина стержня найбільша в системі відліку,відносно якої він нерухомий. Із формули випливає, що лінійні розміри тіла, яке рухається відносно певної інерціальної системи відліку,
скорочується в напрямі цього руху в
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #9 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #9](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/652/cdfe5e4476d3665d481bdebbfb524672.jpeg)
При цьому поперечні розміри тіла не залежать від швидкості руху і однакові для всіх інерціальних систем відліку. Лоренцеве скорочення довжини — не вдаване. Воно виникає внаслідок кінематичного ефекту, у відповідності з постулатами спеціальної теорії відносності і не пов'язане з дією якихось сил, що нібито стискують тіло в напрямі його руху. Довжину тіла /0 в системі відліку, де воно нерухоме, називають власною довжиною. Якщо швидкість V наближається до с, то / прямує до нуля. Отже, з формули випливає неможливість досягнення швидкості, що дорівнює швидкості поширення світла у вакуумі.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #10 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #10](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/653/bf4a692bc4030b34cf54e21f69e386da.jpeg)
Відносність проміжків часу
Тривалість тієї самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова. Інтервал часу т, виміряний у системі, що рухається зі швидкістю V,
дорівнює де т0 — інтервал часу в нерухомій системі.
Отже, тривалість події, що відбувається в деякій точці простору, найменша в інерціальній системі, відносно якої ця точка нерухома. Отже, нерухомий спостерігач помічає сповільнення ритму процесів в рухомій системі відліку. Це сповільнення пояснює відомий результат: мезони, утворені у верхніх шарах атмосфери, встигають пролетіти не 1 км, а десятки кілометрів внаслідок сповільнення часу в рухомих системах.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #11 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #11](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/654/8455e04c48d9f53ad11d963291e5b008.jpeg)
Релятивістський закон додавання швидкостей
Закон додавання швидкостей в класичній механіці не справджується для рухів зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Релятивістський закон додавання швидкостей, напрямлених вздовж однієї прямої,
виражається формулою
V1 – швидкість тіла відносно однієї інерціальної системи,
V2 — швидкість того ж тіла відносно другої інерціальної системи,
V — швидкість руху цих систем відліку одна відносно одної.
Якщо V«с і V1«с, то маємо класичний закон додавання швидкостей: V2= V1 + V. Якщо V = с і V1 = с, то V2 = с, що відповідає другому постулату.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #12 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #12](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/655/19feca9314c2010acf2420bbe582234a.jpeg)
Залежність маси від швидкості
Маса тіла m, яку вимірюють в інерціальній системі що рухається відносно цього тіла зі швидкістю V ,
дорівнює
де т0 - маса тіла в стані спокою.
Маса тіла, що рухається, більша за масу нерухомого тіла. Якщо V —> с, то маса тіла необмежено зростає. Тому ніякі сили не можуть збільшити швидкість тіла, що має масу спокою т0 ≠ 0,
до значення V = с.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #13 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #13](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/656/cbf0e4d0be1e79f19a498ba472683bbf.jpeg)
Зв'язок між масою та енергією
Енергія рухомого тіла Під час руху тіла зі швидкстю, близькою до швидкості світла, його енергія зростає
Якщо V = 0, то енергія тіла дорівнює енергії спокою:
Енергію спокою має будь-яке тіло, завдяки самому факту його існування.
При збільшенні енергії будь-якої нерухомої системи на ∆Е, її
маса зростає на
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #14 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #14](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/657/6a6808bcb48cd17dcd49970767628a22.jpeg)
∆m= m2 -m1 - дефект мас – показує на скільки m, якщо тіло віддало енергію ∆Е, і навпаки.
Енергія ядра менша за енергію, що відповідає сумі мас нуклонів, які утворюють ядро, оскільки при поділі ядра на нуклони потрібно виконати велику додатню роботу проти ядерних сил.
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #15 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #15](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/658/6e396891dd12fcbed8030ab130b4a146.jpeg)
Наслідки постулатів відносності
1. Дві події, розділені в просторі, відбуваються в одній системі одночасно, а в іншій — ні
Відносно ДВОХ ГОДИННИКІВ, один з яких розташований на носі, а інший — на кормі корабля, подія (спалах) відбувається неодночасно. Годинники А та Б синхронізовані та знаходяться на однаковій відстані від джерела світла, яке знаходиться на рівній відстані між годинниками. Світло поширюється з однаковою швидкістю в усіх напрямках, але годинники фіксують спалах у різні оменти часу
2. Розміри тіл зменшуються в напрямку руху
І0 — довжина тіла, нерухомого відносно даної системи,
І — довжина тіла, яке рухається відносно системи зі швидкістю v
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #16 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #16](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/659/065fcb1eb9781891c019371d45ee87ef.jpeg)
Наслідки постулатів відносності
3. Проміжки часу зростають, час уповільнюється
t0 — інтервал часу, який вимірюється
годинником, що знаходиться всередині системи та не рухається відносно неї,
t — інтервал часу між подіями, виміряний рухомим годинником
4. Релятивістський закон додавання швидкостей (швидкості спрямовані уздовж однієї прямої в одному напрямку)
v1 — швидкість тіла в рухомій системі,
v2 — швидкість рухомої системи відносно нерухомої,
v— швидкість тіла в нерухомій системі. Класичний закон додавання швидкостей:
v= v1+ v2
![Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #17 Презентація на тему «Теорія відносності» (варіант 1) - Слайд #17](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/65a/e0e4f3186a80d11d81f8b19020d5b17f.jpeg)
Маса тіла, що рухається, більша за масу нерухомого тіла.
m0 - маса тіла, нерухомого відносно даної системи,
m — маса тіла, яке рухається відносно системи зі швидкістю v
Згідно з законами класичної фізики, маса тіла - величина незмінна. II закон Ньютона в імпульсній формі має вигляд:
∆p=F ∆t або ∆p=m ∆v
Якщо v близька до с, то виконується основний закон динаміки для релятивістських швидкостей:
Енергія спокою.
Будь-яке тіло має енергію спокою завдяки факту свого існування
Енергія тіла складається з енергії спокою та кінетичної енергії тіла