презентація на тему "Спеціальна теорія відносності"

Розв'язування задач з теми : «Спеціальна теорія відносності»«Коли Ви годину знаходитеся в товаристві симпатичної дівчини, вам здається, що пройшла тільки хвилина; але коли ви хвилину сидите на гарячій плиті, вам здається, що пройшла ціла година. Ось це і є відносність.»Альберт Ейнштейн

Суперечності між електродинамікою та механікою. За законами електродинаміки швидкість електромагнітних хвиль у вакуумі однакова по всіх напрямах і дорівнює с = 3108 м/с. Але відповідно до ньютонівської механіки швидкість може дорівнювати с тільки у вибраній системі відліку. У будь-якій іншій, яка рухається зі швидкістю , швидкість світла повинна змінюватися Класична механіка Ньютонівська механіка v≤ c. Тіла любих розмірів , область руху не більше 10−10 м ,рух планет ,електронів  Релятевійська механіка v≈c. Тіла любих розмірів , рух електронів в прискорювачі  

Поєднання непоєднуваного. Усі суперечності були блискуче розв’язані 26-річним Альбертом Ейнштейном, який видав невелику, всього на 30 сторінок, роботу під назвою «До електродинаміки рухомих середовищ». У ній Ейнштейн без жодного нового експерименту, проаналізувавши й узагальнивши уже відомі дослідні факти, вперше виклав ідеї теорії відносності. У 1905 р. учений видав основні ідеї спеціальної теорії відносності.

Постулати теорії відносностіПринцип відносності:усі фізичні явища протікають однаково в усіх інерціальних системах відліку.2)Принцип сталості швидкості світла: В усіх інерціальних системах відліку швидкість світла у вакуумі однакова (300 000 км/с) і не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача.

Спеціальна теорія відносностіСпеціальна теорія відносності (СТВ) – фізична теорія, що розглядає просторово-часові закономірності, справедливі для будь-яких фізичних процесів. СТВ стала фундаментом сучасної механіки, яка дістала назву «Релятивістська механіка». Закони класичної механіки працюють коли швидкості руху тіла << швидкості світла. Закони релятивістської механіки працюють коли швидкості руху тіла ≈ швидкості світла

Висновок :дві події, які відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній системі відліку, не будуть одночасними в інших.

Наслідки постулатів СТВ

Відносність часу. Відносність часу- тривалість самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова. ∆τ0 – інтервал часу в нерухомій системі.∆ τ – інтервал часу виміряний у системі, що рухається зі швидкістю υ – швидкість руху корабля (м/с).c – швидкість світла.

Парадокс близнюків ????

Парадокс близнят — суперечлива на перший погляд задача з теорії відносності. Парадокс сформулював 1911 року Поль Ланжевен. Розв'язок опублікував 1918 року Альберт Ейнштейн[

Формулювання. Один із двох близнюків вирушає в космічну подорож до далекої зорі, рухаючись зі швидкістю, близькою до швидкості світла, а потім повертається. Через те, що час у пов'язаній із космічним кораблем системі відліку йде повільніше, ніж у системі, пов'язаній із Землею, то його брат постарів набагато більше, ніж він сам.

З іншого боку, мандрівник може вважати, що сам залишався непорушним, а Земля спочатку віддалилася від нього, а потім повернулася. Тоді, з його погляду, саме його брат здійснив мандрівку майже зі світловою швидкістю, а, отже, саме його брат повинен залишитися набагато молодшим. Цей зв'язок можна пояснити як квантову заплутаність. Як пояснив би Нільс Бор, «будь-які два предмети, які створені в один час, можуть впливати один на одного». Тому зв'язок між близнюками можна назвати квантовим

Розв'язок. У межах спеціальної теорії відносності (СТВ) розв'язати парадокс неможливо. Однак, парадокс має пояснення в межах загальної теорії відносності (ЗТВ). Слід врахувати, що тільки один з братів рухався з прискоренням (отже, ситуація не симетрична). Саме мандрівник і має залишитися молодшим від свого брата, який перебував в інерційній системі відліку. Перший експеримент, що мав підтвердити відповідний ефект, було поставлено 1971 року. У межах похибки вимірів передбачення ЗТВ було підтверджено. Подібні експерименти (з дедалі вищою точністю) також підтвердили правильність розрахунків (з точністю 0,01 %).

Відносність довжинивідстань між двома будь-якими точками простору – не абсолютна величина, вона залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку. I0 -довжина нерухомого предмета.l – довжина рухомого предмета.υ – швидкість руху корабля .c – швидкість світла.

Приклад задачіЗадача № 1 Довжина космічного корабля відносно нерухомого земного спостерігача, 100 м. Яким стане його довжина при русі зі швидкістю 0,8 швидкості світла с ?

Закон взаємозв’язку маси і енергіїА. Ейнштейн встановив співвідношення між масою і повною енергією тіла: Де Е – енергія c = 3∙10^8 m – маса Ця знаменита формула взаємозв’язку маси та енергії є універсальною щодо будь-яких видів енергії.

Релятивістський закон додавання швидкостей. Він набуває вигляду класичного, коли швидкості набагато менші від швидкості світла

Розв'яжемо задачу

Задача . Протон і нейтрон рухаються назустріч один одному зі швидкостями 2,1ꞏ105 км/с та 1,5ꞏ105 км/с відповідно. Визначте швидкість руху протона відносно нейтрона за класичною та релятивістською формулами додавання швидкостей.

Задача № 3 Задача 3

Дякую за увагу