Разделив уравнение (1) на (2) получим




ПОСТУЛАТЫСТО.

,

где m 0 – масса покоя, с=3.108м/с.

Из самой формулы очевидно, что рост массы в обычных условиях незначителен, то есть законы Ньютона можно считать приближенно выполнимыми при условии, что

I постулат – (принцип относительности) все физические явления (законы) в ИСО при одинаковых начальных условиях протекают одинаково.

II постулат: (принцип инвариантности скорости света в вакууме). Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света и наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчёта (с = 3 . 10 8м/с = const).

Скорость света в вакууме – абсолютна, константа.

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛОРЕНЦА.

Преобразования Лоренца – это преобразования четырех координат.

Рассмотрим две ИСО, из которых K- условно неподвижна (x,y,z) и K’- движущаяся относительно К со (рис.2). Пусть ,x,x,- сонаправлены.

 

       
   
 
 

 

 


Пусть в начальный момент начала координат совпадают

Рассмотрим некоторую точку А пространства до которой дошла электромагнитная волна вдоль оси x.

А К: x=ct – расстояние пройденное волной.

А К,:x,=ct ,

x-x,=с(t-t,).

Очевидно, что x x, t t,.

Таким образом из-за того, что c=const время будет разное в этих СО.

Найдем преобразование координат.

Рассмотрим точку 0 ’, в системе K’ координата этой точки равна нулю.

0 ’ K’: x’ = 0 (1).

K:x = vt или x – vt = 0 (2).

Уравнения (1) и (2) отличаются друг от друга некоторым коэффициентом a.

Т.о. (3).

a - коэффициент с точностью до которого равны данные выражения.

Теперь запишем выражение для абсцисс точки О.

О K: x = 0

K’: (так как точка О лежит в отрицательной части абсцисс) или .

Проведя рассуждения, аналогичные приведённым выше, можно записать:

(4)

Перемножим (3) и (4), подставив выражения для x и x’.

(5)

где .

Найденное значение a подставим в (3) и (4).

(6)

(7)

Для определения формулы преобразования времени при переходе от одной ИСО к другой запишем формулу (7) в виде:

Подставим x’ из (6)

Освободимся от знаменателя

(8)

Аналогично можно получить

(9)

 

(10) (11)

Анализируя уравнения, делаем выводы:

1. В формулы преобразований равноправно входят координаты пространства и времени.

2. Формулы преобразований симметричны относительно обеих систем, т.е. отличаются только знаком относительной скорости u.

3. При v<<c преобразование Лоренца переходит в преобразование координат Галилея:

4. При v>c выражение для координат и времени становится мнимым. Это находится в соответствии с тем, что движение со скоростью большей скорости света в вакууме, невозможно.

5. Нельзя пользоваться ИСО, движущейся со скоростью равной с, т.к. при v = c знаменатели в формулах обращаются в нуль. ( и формулы преобразования теряют смысл).

ЗАКОН СЛОЖЕНИЯ СКОРОСТЕЙ.

 

Рассмотрим этот вопрос для частного случая, когда материальная точка движется в системе K параллельно оси x со скоростью u. В этом случае проекции скорости материальной точки в системе K будут равны:

Проекции скорости этой материальной точки в системе K’ будут:

Так как то

На основании преобразования Лоренца

;

имеем:

 

 

(1)

 

 

(2)

Разделив уравнение (1) на (2) получим

(3)

Аналогично, с учетом знака относительной скорости v, можно получить

(4)

Соотношения (3) и (4) определяют релятивистский закон сложения скоростей для рассмотренного частного случая движения материальной точки.

Пример:

Пусть объект (фотон ) в системе K’ движется со скоростью . То из (3) следует, что

(!)

Этот результат не является удивительным, так как в основе преобразований Лоренца лежит постулат о постоянстве скорости света в вакууме.

 



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: 2019-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: