Постулаты специальной (частной) теории относительности

Элементы релятивистской динамики

Физика Галилея и Ньютона базировалась на представлениях классической механики:

1) о существовании трехмерного пространства;

2) времени, единого для всех наблюдателей;

3) предполагалось, что расстояния между двумя точками пространства (длина отрезка) и промежутки времени между событиями являются инвариантными (т.е. имеют одно и то же значение во всех системах отсчета);

4) соблюдается принцип дальнодействия (взаимодействие тел распростра-няется мгновенно).

По мере развития таких разделов физики, как оптика, электродинамика, встал вопрос: распространяется ли принцип относительности на другие явления? Из экспериментальных данных следовало, что движение быстрых заряженных частиц не подчиняется законам классической механики; опыт Майкельсона-Морли показывал, что скорости света в двух движущихся относительно друг друга системах одинаковы, что противоречило правилу сложения скоростей в классической механике. Анализ экспериментального и теоретического материала, имевшегося к началу 20-го века, привел Эйнштейна (немецкого физика-теоретика, лауреата Нобелевской премии 1921 года за открытие законов фотоэффекта) к пересмотру основных положений классической механики (прежде всего о свойствах пространства и времени). В работе «К электродинамике движущихся сред» он показал, что законы природы и преобразования Галилея верны, когда мы имеем дело с небольшими скоростями движения тел, и когда считаем, что скорость распространения сигналов бесконечна. Однако, в случае движения тел со скоростями, близкими к скорости света в вакууме, законы классической механики должны быть заменены другими, более общими, учитывающими особенности такого движения, т.е. законами релятивистской механики.

Эйнштейн заложил основы специальной теории относительности (СТО), которую часто называют релятивистской теорией. Термин «специальная» подчеркивает, что эта теория рассматривает только явления в ИСО. Эта теория представляет собой современную физическую теорию пространства и времени. В ней, как и в классической механике, предполагается, что время однородно, а пространство однородно и изотропно.

В основе СТО лежат два постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 году. Первый из них является распространением механического принципа относительности Галилея на любые физические явления.

1. Все законы природы и уравнения их описывающие инварианты (по отношению к преобразованиям координат) при переходе от одной ИСО к другой.

2. Скорость света в вакууме является величиной постоянной и одинаковой во всех ИСО. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя.

Таким образом, СТО потребовала отказа от привычных представлений о пространстве и времени, принятых в классической механике, так как они противоречили принципу постоянства скорости света.

Дата добавления: 2014-11-06