Концепция относительности пространства и времени

Ключевые термины

Š Квант Š Квантово- волновой дуализм

Š	Волновая функция	Š	Принцип неопределенности
Š	Принцип дополнительности	Š	Принцип соответствия

Š Квантовые числа Š Концепция случайности

В классической механике справедлив механический принцип отно- сительности Галилея: законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Это значит, что в разных инерциальных системах отсчета все механические процессы при одних и тех же условиях проте- кают одинаково. Следовательно, с помощью любых механических экс- периментов, проведенных в замкнутой системе тел, нельзя установить покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно относи- тельно какой- либо инерциальной системы отсчета. Поэтому механиче- ский принцип относительности свидетельствует о равноправности всех инерциальных систем и отсутствии какой-то особой инерциальной сис- темы, относительно которой можно было бы рассматривать механиче- ское движение как «абсолютное движение». Во всех подобных системах движения являются ковариантными и выражаются одной и той же мате- матической формулой. Пространство и время в классической механике обособлены от движения материальных тел.

В специальной теории относительности, созданной американским физиком А.Эйнштейном было установлено:

a) Всякое движение может определяться только по отношению к дру-

гим телам, взятым за системы отсчета.

b) Пространство и время взаимосвязаны, время является четвертой координатой для описания движения.

c) В любой инерциальной системе отсчета скорость света в вакууме имеет одну и ту же величину для любого направления.

d) Переход от одной инерциальной системы к другой при очень больших скоростях их относительного движения осуществляется с помощью преобразований Лоренца:

t -b x

x ¢ =

x - vt

1 -b2,

y ¢ = y,

z ¢ = z,

t ¢ =

c

1-b2,

где x, y, z, t - координаты системы S;

x ¢, y ¢, z ¢, t ¢ - координаты системы

S ¢;

v - скорость системы

S ¢в направлении оси x,

лея

измеренная в системе S;

С - cкорость света в вакууме; b= vc.

При b®0преобразования переходят в преобразования Гали-

(имеющими место в классической механике):

x ¢ =

x - vt,

y ¢= y,

z ¢= z,

t ¢= t.

В таких системах отсчета время течет одинаково (является инвариант-

ной величиной).

В релятивисткой механике справедливы соотношения:

m

l ¢ = l 1 - b 2

, D t ¢ =

D t

,

1 - b 2

m ¢ =

1 - b 2,

E ¢ =

E

1-b2

, т.е.

движение со скоростью близкой к скорости света в вакууме приводит к

замедлению времени t, cокращению длины

l, возрастанию массы m

и энергии E.

Движение со скоростью больше c

стают быть действительными).

невозможно (выражения пере-

При b®0 величины l,D t, m, E

являются инвариантными.

Дата добавления: 2015-05-08