Теория относительности эйнштейна: коротко и просто о сложном

Создание СТО

Предпосылкой к созданию теории относительности явилось развитие в XIX веке
электродинамики. Результатом обобщения и теоретического осмысления
экспериментальных фактов и закономерностей в областях электричества и
магнетизма стали уравнения Максвелла, описывающие все проявления
электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами и токами.

Другим следствием развития электродинамики стал переход от
ньютоновской концепции дальнодействия, согласно которой взаимодействующие на
расстоянии тела воздействуют друг на друга через разделяющую их пустоту, причём
взаимодействие осуществляется с бесконечной скоростью, т.е. «мгновенно», к
концепции близкодействия, предложенной Майклом Фарадеем, в которой
взаимодействие передаётся с помощью промежуточных агентов – полей, заполняющих
пространство – и при этом встал вопрос о скоростях распространения как
взаимодействий, переносимых полями, так и самих полей. Скорость
распространения электромагнитного поля в пустоте вытекала из уравнений
Максвелла и оказалась постоянной и равной скорости света.

В связи с этим появляется новый вопрос — относительно чего постоянна
скорость света? В максвелловой электродинамике
скорость распространения электромагнитных волн (при условии измерения этой
скорости с помощью электромагнитных часов и положения часов с помощью света)
оказалась не зависящей от скоростей движения как
источника этих волн, так и наблюдателя. Аналогичной оказалась
и ситуация с магнитостатическими решениями, вытекающими из уравнений Максвелла:
статические магнитные поля и силы Лоренца, действующие на движущиеся в
магнитных полях заряды, зависят от скоростей зарядов по отношению к
наблюдателю, т.е. уравнения Максвелла оказались неинвариантными относительно
принципа относительности и преобразований Галилея – что противоречило
ньютоновской концепции абсолютного пространства классической механики.

Специальная теория относительности была разработана в конце
XIX – начале XX века
усилиями Г. А. Лоренца, А. Пуанкаре, Д. Лармора и А.
Эйнштейна, и затем представлена Г. Минковским в
четырёхмерном формализме, объединяющем пространство и время. Вопрос
приоритета в создании СТО имеет дискуссионный характер: основные положения и
полный математический аппарат теории, включая групповые свойства преобразований
Лоренца, в абстрактной форме были впервые сформулированы А. Пуанкаре в работе
1905 г. «О динамике электрона» на основе предшествующих результатов Г. А.
Лоренца, а явный абстрактный вывод базиса теории — преобразований Лоренца, из
минимума исходных постулатов был дан А. Эйнштейном в практически
одновременной работе 1905 г. «К электродинамике движущихся сред». Однако Лармор ещё в 1897 г., до работы Лоренца 1899 г.,приходит к преобразованиям Лоренца. Он такжедаёт релятивистскую формулу сложения
скоростей (смотри LarmorJ.J., 1900).

Опыт Майкельсона

Основная статья: Опыт
Майкельсона

Основой для создания СТО и предшествующих теорий послужил опыт Майкельсона,
который дал результат измерения, неожиданный для классической физики своего
времени. Попытка проинтерпретировать этот результат в начале XX века вылилась в
пересмотр классических представлений механики, и создание Лоренцом,
Пуанкаре и Эйнштейном релятивистских физических теорий.

Энергия покоя

Наименьшей энергией ​\( E_0 \)​ тело обладает в системе отсчета, относительно которой оно покоится. Эта энергия называется энергией покоя:

Энергия покоя является внутренней энергией тела.

В СТО масса системы взаимодействующих тел не равна сумме масс тел, входящих в систему. Разность суммы масс свободных тел и массы системы взаимодействующих тел называется дефектом масс – ​\( \Delta m \)​. Дефект масс положителен, если тела притягиваются друг к другу. Изменение собственной энергии системы, т. е. при любых взаимодействиях этих тел внутри нее, равно произведению дефекта масс на квадрат скорости света в вакууме:

Экспериментальное подтверждение связи массы с энергией было получено при сравнении энергии, высвобождающейся при радиоактивном распаде, с разностью масс исходного ядра и конечных продуктов.

Это утверждение имеет разнообразные практические применения, включая использование ядерной энергии. Если масса частицы или системы частиц уменьшилась на \( \Delta m \), то при этом должна выделиться энергия ​\( \Delta E=\Delta m\cdot c^2 \)​.

Кинетическая энергия тела (частицы) равна:

Важно!
В классической механике энергия покоя равна нулю

Временные промежутки, расстояния, и их однородность

Специальная теория относительности связывает временные промежутки и пространство. В Материальной вселенной существует 3 известных измерения в пространстве: вправо и влево, вперед и назад, вверх и вниз. Если добавить к ним другое измерение, названное временным, то это составит основу пространственно-временного континуума.

Если Вы осуществляете движение с малой скоростью, ваши наблюдения не будут сходиться с людьми, которые двигаются быстрее.

Позже эксперименты подтвердили, что пространство, так же как и время, не может восприниматься одинаково: от скорости движения объектов зависит наше восприятие.

2.1.2 €нтервал собственного времени

ђассмотрим покоЯщуюсЯ систему отсчета . ђассмотрим в ней два событиЯ,
скажем, колебание математического маЯтника, покоющегосЯ относительно этой
системы. Џервое событие — прохождение маЯтника через точку равновесиЯ, а
второе — его повторное прохождение через равновесную точку.
Џространственное расстоЯние между двумЯ событиЯми равно нулю ,
, . ’огда интервал между двумЯ этими событиЯми определЯет
интервал собственного времени
.

ќто определение принЯтое в специальной теории относительности остаетсЯ
справедливым и в общей теории относительности.

ђассмотрим теперь зависимость интервалов времени и длины от состоЯниЯ
движениЯ. Џусть в системе покоЯтсЯ часы. ђассмотрим два событиЯ в
системе . Џервое событие — показание часов в точке
, , . ‚торое событие — показание часов сек в той же точке пространства. ‚ремЯ в системе координат
между этими событиЯми есть
сек. €нтервал между этими
событиЯми есть
см/сек сек=300 000 км.
Ќайдем времЯ, которое прошло между этими событиЯми в системе , в которой
покоитсЯ наблюдатель измеренное по часом этого наблюдателЯ. Џреобразование
времени из системы в систему осуществлЯетсЯ по формуле:

€так, длЯ наблюдателЯ, который покоитсЯ в системе координат часы
показывают, что прошло больше времени, чем 1 сек. ќто один из самых
неожиданных выводов специальной теории относительности. „лЯ неспециалистов
этот вывод представлЯлсЯ парадоксальным и послужил одним из поводов длЯ
попыток теоретически опровергнуть специальную теорию относительности,
доказать ее внутреннюю противоречивость.

Ћдним из наиболее распространенных способов опровергнуть ‘’Ћ служил т.н.
парадокс близнецов. Ћн формулировалсЯ следущим образом.

ђассмотрим двух братьев — близнецов. Ћдин из них улетает на ракете в
длительное путешествие. ђакета двигаетсЯ со скоростью близкой к скорости
света, так что
‚торой остаетсЯ на ‡емле.
Џервый брат после путешествиЯ возвращаетсЯ на ‡емлю. …го собственные часы
показывают, что прошло, скажем, один год. —асы второго брата показывают,
что прошло 10 лет. ‚ывод: брат — близнец живщий на ‡емле постарел на 10
лет, в то времЯ как его брат — путешественник постарел только на один год.

«•орошо» — говорит желающий опровергнуть ‘’Ћ. «’еперь давайте рассмотрим
ситуацию с точки зрениЯ брата — путешественника. ‘ его точки зрениЯ ‡емлЯ
движетсЯ со скоростью близкой к скорости света, а следовательно, на ‡емле
часы должны идти медленнее. Ѓрат — путешественник, вернувшись на ‡емлю
обнаружит, что у его брата — близнеца часы показывают только 365 дней.»
«Џарадокс!»
восклицает опровергатель,
«ќто доказывает внутреннюю противоречивость ‘’Ћ!»
Џосле чего делаетсЯ вывод, что ‘’Ћ не верна.

ђазумеетсЯ, этот вывод основан на ошибке. Ћшибка заключаетсЯ в том, что
космонавт, путешествующий на ракете, часть пути находитсЯ в неинерциальной
системе отсчета. Џоэтому две системы неэквивалентны. „оказано это будет,
когда мы познакомимсЯ с вычислением собственного времени в ускоренных
системах отсчета. Џока же ограничимсЯ указанием на то, что брат — близнец
оставшийсЯ на ‡емле, постареет больше чем путешественник.

Полная энергия

Полная энергия ​\( E \)​ тела в состоянии движения называется релятивистской энергией тела:

Полная энергия, масса и импульс тела связаны друг с другом – они не могут меняться независимо.

Закон пропорциональности массы и энергии – один из самых важных выводов СТО. Масса и энергия являются различными свойствами материи. Масса тела характеризует его инертность, а также способность тела вступать в гравитационное взаимодействие с другими телами.

Важно!
Важнейшим свойством энергии является ее способность превращаться из одной формы в другую в эквивалентных количествах при различных физических процессах – в этом заключается содержание закона сохранения энергии. Пропорциональность массы и энергии является выражением внутренней сущности материи

Общая теория относительности

В 1915 году А. Эйнштейн развил свою релятивистскую теорию и построил общую теорию относительности. Если в релятивистской теории рассматриваются инерциальные системы отсчета, общая теория относительности рассматривает неинерциальные системы.

В общей теории относительности теория Лобачевского о неевклидовом характере окружающего нас мира полностью подтвердилась. Пространство, геометрические свойства которого описывают при помощи неевклидовой геометрии, называют искривленным. Смыслом этого термина является то, что наикратчайшим расстоянием между двумя точками в этом пространстве служит не прямая, а кривая, называемая геодезической линией.

В неинерциальной системе пространство не является однородным и изотропным. Благодаря этому в неинерциальных системах отсчёта (НСО) законы сохранения импульса и момента импульса не выполняются.

Время в этих системах тоже не является однородным, поэтому не выполняется закон сохранения энергии.

Основные принципы общей теории относительности:

1. Тела всегда перемещаются по инерции и это не связано с наличием силы тяготения.
2. Перемещение по инерции – это перемещение по геодезической линии, при таком движении тратится наименьшее собственное время. Форма геодезической кривой связана со структурой гравитационного поля.
3. «Слабый принцип эквивалентности», который говорит о равенстве гравитационной и инертной массы.

Замечание 3

Минимальное собственное время – это время, отмеренное часами, которые связаны с перемещающимся телом.

Принцип эквивалентности. Он состоит в том, что явления в ИСО, которые находятся в однородном поле тяжести и в НСО, которая перемещается с неизменным по модулю и направлению ускорением, протекают абсолютно одинаково. Данный принцип предложил Эйнштейн, он стал основой его релятивистской теории тяготения. Данный принцип выполняется исключительно для малых областей пространства, где поле тяготения считается однородным.

Замечание 4

Последний принцип (эквивалентности) не всегда считают основой общей теории относительности. Поскольку в окончательном варианте теории Эйнштейна он отсутствует.

Следствия учения

Важно понять, как выше изложенные принципы относятся к пространству и времени. Благодаря им Альберт Эйнштейн пришел к трем выводам:

• время замедляется;
• пространство расширяется;
• масса увеличивается.

Чтобы понимать, о чем речь, давайте рассмотрим подробнее каждое из заключений.

Время замедляется

Время — это не абсолютная величина, она зависит от системы отсчета, в которой находится на данный момент.

Интересный опыт был проведен с применением двух атомных часов: одно устройство было отправлено самолетом вокруг планеты, а другое осталось на Земле. После посадки самолета сравнили показатели часов: те, что облетели земной шар, отставали от других часов на тысячные секунды.

Отсюда можно сделать вывод, время идет медленнее относительно объектов, находящихся в движении. При этом оно становится еще медленнее, если скорость объекта приближается к скорости света. Если космический корабль достигнет скорости света, то астронавт попадет в будущее. В этом случае время также будет относительно: недели в космосе будут равны годам на Земле. На этой теории построены сюжеты многих фантастических фильмов о космосе и его исследователях.

Пространство уменьшается

Давайте представим, что наш космический путешественник отправляется в полет на своем корабле. Скорость летательного аппарата приближается к скорости света и если наблюдать за его полетом со стороны, то можно заметить, что по направлению движения он становится короче, а перпендикулярно пути сохраняет исходные размеры, т.е. его ширина не меняется. При этом с самим астронавтом все в порядке: он на прежнем месте и прежних параметров.

Данный пример наглядно показывает, что для наблюдателя движущийся объект с увеличением своей скорости становится короче по направлению движения, а перпендикулярно ему его размеры остаются неизменными.

Масса увеличивается

E = mc² — знакомая формула из школьной программы? Своим уравнением Альберт Эйнштейн наглядно показал, что масса пропорциональна энергии тела, т.е., если увеличить скорость движения объекта, увеличивается и его масса. Отсюда следует вывод, что одна часть энергии затрачивается на изменение массы, а другая – на увеличение скорости. Это объясняет тот факт, что на деле путешествие во времени, о котором говорилось в предыдущем разделе, невозможно. Судите сами: чем больше скорость корабля, тем труднее его подтолкнуть. В итоге, приближаясь к скорости света, он достигает таких показателей, что никакая энергия вселенной не сможет его передвинуть.

Эффекты СТО[править | править код]

К наиболее распространенным эффектам СТО, их ещё называют релятивистскими эффектами, относят:

Замедление времениправить | править код

Время в движущейся системе отсчета течет медленнее:
t′=t1−(vc)2 , t’ = t_0 \sqrt{1 — (v/c)^2}\ ,
где  t~t_0 — промежуток времени между двумя событиями в движущейся со скоростью  v~ v системе отсчёта,
 t′~t’ — промежуток времени между этими же событиями, отсчитываемый в покоящейся системе отсчёта.

С этим эффектом связан так называемый парадокс близнецов.

Сокращение линейных размеровправить | править код

Линейные размеры тел в движущейся системе отсчета сокращаются:
l′=l1−(vc)2 , l’ = l_0 \sqrt{1 — (v/c)^2}\ , для длины.
V′=V1−(vc)2 , V’ = V_0 \sqrt{1 — (v/c)^2}\ , для объема.
Такое сокращение размеров еще называют лоренцевым сокращением.

«Утяжеление» при движенииправить | править код

Релятивистская масса движущегося объекта больше массы покоя:
m′=m1−(vc)2 . m’ = \frac {m_0} {\sqrt{1 — (v/c)^2}} \ .

Однако, в современной физической литературе по СТО  m ~m — масса частицы (инвариантная масса) не зависит от скорости, являясь инвариантом относительно преобразований Лоренца, и является величиной неаддитивной. В данной формуле речь идет о так называемой «релятивистской массе», которая возрастает с увеличением скорости. «Утяжеление» следует понимать лишь условно, как будто справедлив закон Ньютона, а не аналогичный ему закон релятивистской динамики. В современной физической литературе понятие «релятивисткой массы» практически заменено на понятие «массы-энергии», и встречается в основном в ранних работах по теории относительности.

Следует подчеркнуть обратимость эффектов СТО. Например, эффект замедления времени в движущейся системе отсчёта 2 относительно неподвижной системы 1 отсчёта справедлив и для наблюдателя в движущейся системе – для него его собственная система отсчёта 2 неподвижна, и с его точки зрения замедляться время будет в системе отсчёта 1, движущейся в противоположную сторону. Это же касается и видимого сокращения размеров движущихся тел. Данные эффекты являются следствием принятой в СТО процедуры измерения времени и размеров посредством электромагнитной волны и процедуры установления одновременности, то есть связи между пространственной координатой тех или иных часов и временем регистрации события этими часами.

Общие постулаты

Общая теория основывается на революционном предположении, что гравитация — это не сила, а следствие. Суть его в том, что пространство-время не плоское, а изогнуто-искривлённое. Согласно утверждению создателя теории, время искривляется из-за помещённой в него массы и энергии.

Если рассмотреть траекторию движения в космосе по прямой линии, то её проекция в двухмерном пространстве будет представлять собой искривление. Таким образом, свет искривляется под действием гравитационных полей. Так, если свет от космического объекта попадёт в поле зрения с Земли, то реальное положение тела будет отличаться от действительного.

Учитывая постулат, можно сказать, что принцип эквивалентности справедлив для любого наблюдателя, движущегося как свободно, так и в гравитационном поле. Эйнштейн предположил, что, подобно тому как, находясь в вагоне поезда нельзя утверждать, стоит он или перемещается, так невозможно и охарактеризовать гравитацию. Это и стало принципом эквивалентности, который использовал учёный при создании новой теории.

Смысл её в том, что гравитация изменяется со временем. При этом у поверхности твердыни время течёт медленнее, так как гравитация сильнее. Известен так называемый парадокс близнецов. Если один из братьев будет жить внизу скалы, а другой на её вершине, то горец относительно жителя равнины будет стареть быстрее. Это различие будет настолько ничтожным, что его нельзя практически обнаружить. Но если один из близнецов отправится в космическое путешествие на корабле со скоростью света, он вернётся явно моложе.

Дело в том, что он не будет лететь равномерно и прямолинейно. Ему придётся изменять скорость, испытывать ускорение, менять направление полёта. А ускорение не относительное, оно абсолютное. Поэтому молодым останется тот, кто его испытает.

Как понять Общую теорию относительности?

Общую теорию относительности Эйнштейна можно выразить всего в 12 словах:«пространство-время говорит материи, как двигаться; материя говорит пространству-времени, как изгибаться». Но это краткое описание, сделанное физиком Джоном Уилером, скрывает более сложную и глубокую истину. Помимо квантовой теории, общая теория относительности является одним из двух столпов современной физики – нашей рабочей теории гравитации и очень большой теории планет, галактик и Вселенной в целом. Она является продолжением специальной теории относительности Эйнштейна – но настолько массивной, что ему потребовалось 10 лет, с 1905 по 1915 год, чтобы перейти от одной к другой.

Как пишет New Scientist, согласно специальной теории относительности (СТО) движение искривляет пространство и время. ОТО Эйнштейна объединила ее с принципом, отмеченным Галилеем более трех столетий назад: падающие объекты ускоряются с одинаковой скоростью независимо от их массы.

Вслед за Галилеем Исаак Ньютон показал, что это может быть верно только в том случае, если присутствует странное совпадение: инерционная масса, которая количественно определяет сопротивление тела ускорению, всегда должна быть равна гравитационной массе, которая количественно определяет реакцию тела на гравитацию. Нет никакой очевидной причины, почему это должно быть так, но ни один эксперимент никогда не разделял эти две величины.

Точно так же, как он использовал постоянную скорость света для построения специальной теории относительности, Эйнштейн объявил это принципом природы: принципом эквивалентности. Вооружившись этим и новой концепцией пространства и времени как переплетенного «пространства-времени», вы можете построить картину, в которой гравитация является лишь формой ускорения.

Массивные объекты искривляют пространство-время вокруг себя, заставляя предметы ускоряться по направлению к ним.

Хотя гравитация доминирует в больших космических масштабах и вблизи очень больших масс, таких как планеты или звезды, она на самом деле является самой слабой из четырех известных сил природы – и единственной, не объясненной квантовой теорией. Квантовая теория и общая теория относительности применяются в разных масштабах. Это мешает понять, что происходило в самые ранние моменты Большого взрыва, например, когда Вселенная была очень маленькой, а сила гравитации огромна. В другой ситуации, когда эти силы сталкиваются у горизонта событий черной дыры, возникают неразрешимые парадоксы.

Некоторые физики возлагают надежду на то, что однажды некая «теория всего» сможет объединить квантовую теорию и общую теорию относительности, хотя такие попытки, как теория струн и теория петлевой квантовой гравитации, до сих пор не принесли никаких результатов. Между тем ОТО Эйнштейна предсказала, что очень плотные скопления массы могут исказить пространство-время настолько, что даже свет не сможет вырваться из него. Теперь мы называем эти объекты «черными дырами», можем фотографировать «горизонт событий», который окружает этих космических монстров, и практически убеждены, что в центре каждой массивной галактики вращается сверхмассивная черная дыра.

Математические уравнения общей теории относительности Эйнштейна, проверенные снова и снова, в настоящее время являются наиболее точным способом предсказания гравитационных взаимодействий, заменив разработанные Исааком Ньютоном за несколько столетий до этого.

Но, возможно, самый большой триумф общей теории относительности наступил в 2015 году, когда были открыты гравитационные волны – рябь в пространстве-времени, вызванная движением очень массивных объектов. Сигнал о том, что две черные дыры соединились и слились воедино, стал триумфом кропотливой, терпеливой работы, проделанной международной командой исследователей лабораторий LIGO VIRGO. Подробнее о том, как эксперты ищут гравитационные волны сегодня, читайте в увлекательном материале Ильи Хеля. Так или иначе, разработка квантово-физической «версии» общей теории относительности остается постоянной целью современной физики.

2.3 ЏреобразованиЯ векторов

€з курса линейной алгебры известно, что при преобразованиЯх вида
() вектора преобразуютсЯ как

(2.31)

Љроме этого, общего, уравнениЯ можно также привести еще несколько
уравнений, которые ЯвлЯютсЯ очень полезными при выводе уравнений редукции,
хотЯ они обладают меньшей общностью, чем (). Ћдним из
таких уранений ЯвлЯетсЯ скалЯрное произведение векторов. ‘калЯрное
произведение двух векторов:

ЯвлЯетсЯ инвариантом координатных преобразований. „окажем это длЯ линейных
преобразований вида (). Џусть вектора и
заданы в системе , сделаем преобразование вида
() к новой системе координат , котораЯ движетсЯ со
скоростью относительно системы , кроме того, оси системы
повернуты относительно первой системы в произвольном направлении, которое
характеризуетсЯ тремЯ углами ќйлера. ’еперь вычислим компоненты векторов
и в новой системе :

и

‘калЯрное произведение векторов в системе выражаетсЯ через произведение
векторов в системе с матрицами преобразованиЯ:

ЏрЯмым вычисление произведениЯ мариц можно показать, что

(2.32)

‡десь
— символ Љронекера или единичнаЯ
матрица:

(2.33)

Џодставим () в () и полчим, что скалЯрное
произведение векторов в двух системах координат равно друг другу. ќто и
означает, что скалЯрное произведение ЯвлЯетсЯ инвариантом при
преобразованиЯх ‹оренца. ‡аметим сразу, что скалЯрное произведение ЯвлЯетсЯ
инвариантным при любых, даже нелинейных преобразованиЯх. „оказательство
этого утверждениЯ отложим до пЯтой лекции.

Љроме векторов нам иногда придетсЯ производит вычислениЯ с объектами более
сложной природы — тензорами и тензорными плотностЯми.

’ензор второго ранга эквивалентен четырехмерной квадратной матрице

. ќтот тензор преобразуетсЯ согласно правилу:

в случае, когда надо преобразовать тензоры второго ранга с двумЯ нижними
индексами или с одним верхним и одним нижнем индексами
необходимосуммировать их с матрицами с двумЯ верхними
индексами суммированиЯ или со смешанными индексами суммированиЯ.

’ензоры более высокого ранга при преобразованиЯх содержать больше
произведений матриц . тензоры третьего ранга три матрицы,
тензоры четвертого ранга — четыре и т.п.

Кратко о специальной теории относительности (СТО)

Подробности

Просмотров: 693

«Физика — 11 класс»

1.
Специальная теория относительности Эйнштейна основывается на двух постулатах.

Принцип относительности:

Все процессы в природе протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета.

2.
Согласно второму постулату:

Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчета.
Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приемника светового сигнала.

3.
Теория относительности представляет собой новое учение о пространстве и времени, пришедшее на смену старым классическим представлениям.
Из постулатов теории относительности вытекает ряд важнейших следствий.

Из постулатов теории относительности следует, что длина тела, промежуток времени между двумя событиями зависят от выбранной системы отсчета, т. е. являются относительными.
Они зависят от выбора системы отсчета.

Относительность расстояний:

Длина тела зависит от выбранной системы отсчета, т. е. является относительной.

Расстояние между двумя точками тела не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной системы отсчета.

В этом состоит так называемое релятивистское сокращение размеров движущегося тела.

Относительность промежутков времени:

Промежуток времени между двумя событиями зависит от выбранной системы отсчета, т. е. является относительным.

Тогда очевидно, что τ > τ.

В этом состоит релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчета: движущиеся часы «тикают» медленнее, чем покоящиеся.

Релятивистский закон сложения скоростей:

При любых скоростях υ₁ и υ (конечно, не больших с) результирующая скорость υ₂ не превышает с.

Релятивистский закон сложения скоростей переходит в классический при υ « с.

4.
Из теории относительности вытекает, что скорость света в вакууме является максимально возможной скоростью передачи взаимодействий в природе.

Соотношение

выполняется во всех инерциальных системах отсчета.

5.
Основной закон релятивистской динамики можно записать в той же форме, что и второй закон Ньютона:

6.
Важнейшим для ядерной физики и физики элементарных частиц следствием теории относительности является вывод о связи между массой и энергией.

Энергия Е тела (или системы) тел равна массе, умноженной на квадрат скорости света:

Е = mс2

Частица обладает энергией и при скорости равной нулю.

7.
При скоростях движения, много меньших скорости света, справедливы классические представления о пространстве и времени и законы механики Ньютона.
Это проявление общего принципа соответствия физических теорий.

Следующая страница «Виды излучений. Источники света»

Назад в раздел «Физика — 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Элементы теории относительности. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Законы электродинамики. Постулаты теории относительностии. Принцип относительности —
Относительность одновременности —
Основные следствия из постулатов теории относительности —
. Элементы релятивистской динамики —
Краткие итоги главы