Пространство и время в СТО




1) При переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую расстояние между точками тела и промежутки времени могут изменяться. Эти изменения заметны только при скоростях, близких к скорости света.

2) Скорость телане может превышать скорость света в вакууме.

 

Ключевой величиной в законах СТО является отношение скорости тела к скорости света. Отойдем от выбранного нами правила не употреблять математических формул и покажем, как соотносятся между собой законы «обычного» мира и мира больших скоростей.

Сложение скоростей

При скоростях близких к скорости света в вакууме закон сложения скоростей имеет вид:

При малой скорости значение дроби стремиться к нулю , тогда формула сложения скоростей приобретает классический вид:

При большой скорости , тогда:

Этот эффект в настоящее время наблюдается при изучении элементарных частиц, которые способны двигаться с большой скоростью.

Таким образом, по современным представлениям ни один объект мира не может двигаться со скоростью больше, чем скорость света в вакууме

с = 300 000 км/с = 3·108 м/с.

Это предел скорости.

Аналогично эти законы работают для других физических величин:

Физическая величина Малые скорости Скорости, близкие к скорости света
Масса Масса движущегося и покоящегося тела одинаковы Масса тела при его движении начинает увеличиваться. Когда скорость тела приближается к скорости света, его масса стремиться к бесконечности.
Размеры тела Размеры движущегося и покоящегося тела одинаковы Размеры тела при его движении уменьшаются. Когда скорость тела приближается к скорости света, размеры тела стремятся к нулю.
Продолжительность события («размер» секунды) Продолжительность события для движущегося и покоящегося тела одинаковы. То есть время для этих тел «течет» одинаково. Продолжительность события с телом при его движении начинает увеличиваться, то есть время для этого тела замедляется. Когда скорость тела приближается к скорости света, время для этого тела останавливается.
     

 

Связь энергии и массы

Полная энергия тела Е пропорциональна массе m тела:

E=mc 2.

Этот закон является одним из самых «удивительных законов» физики. Из него вытекает, что энергия и масса связаны между собой константой – скоростью света. То есть, энергия – это одновременно и масса, а масса – это одновременно и энергия. Таким образом, можно сказать, что в природе нет массы и нет энергии. Масса и энергия – это проявления некоторой материи, которая возникла вместе с нашим миром (примерно 15 миллиардов лет назад) и, которая «предстает» перед нами то в виде массы, то в виде энергии. Этой материи дали название «Темная энергия».

 

Граница размеров

Когда мы осуществляем наблюдение за каким-то объектом, подразумевается, что лучи света или другие «исследовательские» излучения попадают на интересующих нас объект, отражаются от него и фиксируются нами. Например, мы включили свет в темной комнате, лучи отразились от предметов, попали в наши глаза и, поэтому, мы видим, где находятся предметы в комнате. При этом естественно мы не учитываем тот факт, что лучи, отразившись от предметов, сдвинули предметы с их первоначального положения. Действительно, давление лучей света очень мало, но есть. И в мире малых объектов (мире элементарных частиц) их действие будет уже весьма ощутимо. Поэтому любая попытка просто наблюдать частицу приведет к изменениям в ее положении или ее скорости.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-11-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: