Reliatyvumo teorija - kas tai? Dėl reliatyvumo teorijos postulatai. Laikas ir erdvė reliatyvumo teorijos

Atgal į 20-ojo amžiaus pradžioje buvo suformuluota reliatyvumo teoriją. Kas tai yra ir kas jos autorius žino kas moksleiviui šiandien. Tai taip žavinga, kad ji net domina žmonės, kurie toli nuo mokslo. Šiame straipsnyje suprantama kalba aprašoma reliatyvumo teoriją: kas tai yra, kokie jos postulatai ir programas.

Jis sakė, kad Albertu Eynshteynu, Kūrėjas, įžvalga atėjo akimirksnis. Mokslininkas neva važinėti tramvajumi Berne, Šveicarijoje. Jis pažvelgė į gatvės laikrodžio ir supratau, kad laikrodis sustos, kai tramvajus pagreitinti iki šviesos greičio. Šiuo atveju tai nebūtų buvę laiko. į reliatyvumo teoriją jis vaidina labai svarbų vaidmenį. Vienas iš postulatų suformulavo Einšteinas - skirtingi stebėtojai suvokia realybę kitaip. Tai visų pirma pasakytina apie laiko ir atstumo.

Apskaita stebėtojo poziciją

Tą dieną, Albertas supratau, kad mokslo kalba, bet kokios fizinės reiškinio ar įvykio aprašymas priklauso nuo to, ar stebėtojas yra atskaitos rėmo. Pavyzdžiui, jei bet keleivinių tramvajų išmes taškų, jie patenka su juo susijusiose tiesiai žemyn. Jei pažvelgsime iš stovint ant pėsčiųjų gatvės perspektyvos, rudenį trajektorija atitinka parabolė, kaip tramvajaus juda, o kuriems akinius. Taigi, atskaitos sistema ne visiems. Mes siūlome atidžiau pažvelgti į pagrindines dogma reliatyvumo teorija.

Platinama eismo įstatymas ir reliatyvumo principas

Nepaisant to, kad, kai jūs pakeisti įvykių skaičiavimo sistemos skiriasi aprašymą, ten yra universalūs dalykai, kurie nesikeičia. Norėdami tai suprasti, reikia stebėtis, ne lašas taškų, o gamtos dėsnis, kuris sukelia kristi. Bet kokio stebėtojo, nepriklausomai nuo judančio ar fiksuotą koordinačių sistemoje ji yra tam, kad atsakymas yra nepakitusi. Šis įstatymas yra vadinamas pasiskirstymo eismo įstatymą. Taip pat galioja tramvajumi, ir gatvėje. Kitaip tariant, jei iš renginių Aprašymas visada priklauso nuo to, kas žiūri juos, tai netaikoma gamtos dėsnius. Jie, kaip ji yra išreikšta mokslo kalba, nekintamos. Kad tai yra reliatyvumo principas.

Du iš Einšteino teoriją

Šis principas, taip pat bet kuri kita hipotezė, reikėjo pirmiausia patikrinkite, susiejant ją su gamtos reiškinius aktyvios mūsų realybę. Enšteinas kilęs 2 reliatyvumo teorija. Nors jie yra susiję, bet yra laikomi atskirai.

Privatus ar specialioji reliatyvumo teorija (SRT) remiasi prielaida, kad visų etaloninių sistemų rūšių, kurios yra pastovus greitis, gamtos dėsnius yra tos pačios. Bendrosios reliatyvumo (GR) Šis principas taikomas bet nuoroda rėmo, įskaitant tuos, kurie juda kartu su pagreičiu. 1905, Albert Einstein paskelbė pirmąjį teoriją. Antrasis, vis sudėtingesni, kalbant apie matematinio aparato, baigtas 1916 m. Kūrimas reliatyvumo, SRT ir BRT teorija, buvo svarbus žingsnis fizikos vystymuisi. Leiskite mums gyventi ant kiekvieno iš jų.

Speciali reliatyvumo teorija

Kas tai, kas yra jo esmė? Leiskite atsakyti į šį klausimą. Būtent ši teorija prognozuoja daug paradoksalius poveikį, kuris yra priešingai mūsų intuicija apie tai, kaip pasaulis veikia. Tai yra poveikis, kurios atsiranda, kai greitis priartėja prie šviesos greičio. Garsiausios iš jų yra laikas išsiplėtimas poveikis (laikrodis). Laikrodžiai, kurie juda, palyginti su stebėtojo, yra lėtesnis nei tie, kurie yra jo rankose jam.

Koordinačių sistemos judančio tokiu greičiu, glaudžiai su šviesos greičiu, ištempti, palyginti su stebėtojo, ir iš objektų (erdvinio masto) ilgis, priešingai, yra suspaustas išilgai šio judėjimo ašies kryptimi. Šis poveikis mokslininkai vadina-Fitzgerald susitraukimo Lorenco. Dar 1889 metais jis aprašė Dzhordzh Fitsdzherald, Italijos fizikas. Ir 1892 metais, Hendrik Lorentz, olandas, pridūrė jis. Šis poveikis paaiškina neigiamą rezultatą, kuris suteikia Michelsona-Morley eksperimento, kai į kosminę erdvę planetos greitis yra nustatomas matuojant "Aether vėjas". Tai yra pagrindiniai principais, reliatyvumo (specialios) teorija. Enšteinas papildyti šias lygtis formulė svorio konversiją padarytas pagal analogiją. Pasak jo, tiek kūno greitis priartėja prie šviesos greičio, kūno svoris didėja. Pavyzdžiui, jeigu greitis yra 260K. Km / s, t.y. 87% nuo šviesos greičiu, iš stebėtojo, kuris yra stacionarus atskaitos rėmo požiūriu, kad dvigubai objekto masę.

patvirtinimas STO

Visos šios nuostatos, kokia jie prieštarauja sveikam protui, Einšteino metu yra tiesiogiai ir visiškai patvirtino daugelio eksperimentų. Vienas iš jų surengė Mičigano universiteto mokslininkai. Tai įdomu eksperimentas patvirtino reliatyvumo teorija fizikoje. Mokslininkai ant orlaivyje, kuris reguliariai transatlantiniai skrydžiai, itin tikslius atominius laikrodžius. Kiekvienas grįžęs į šių valandų parodymus laikas buvo tikrinamas oro uosto kontrolę. Paaiškėjo, kad laikrodis ant plokštumos kiekvieną kartą vis labiau ir labiau atsiliko kontrolės. Žinoma, tai buvo tik nedidelis skaičius, per sekundės dalį, bet faktas yra labai reikšmingas.

Per pastaruosius pusę šimtmečio mokslininkai studijuoja elementarių dalelių greitintuvas - didžiulis aparatūros kompleksai. Be šių elektronų pluošto ar protonų, t.y. kaltinamas Elementarioji dalelių pagreitinto tol, kol jie neturi kreiptis į greitį šviesos. Vėliau jie bombarduoti branduolinę tikslą. Atliekant šiuos bandymus, reikia atsižvelgti į tai, kad dalelių didėja masė, kitaip eksperimento rezultatai negali būti aiškinamas. Šiuo atžvilgiu, SRT jau seniai ne tik hipotetinė teorija. Ji tapo viena iš priemonių, naudojamų taikomųjų inžinerijos, kartu su Niutono dėsniai mechanikoje. Dėl reliatyvumo teorijos principus, šiandien rasti didelį praktinį naudojimą.

STO and Niutono dėsniai

Kalbėdamas apie Niutono dėsniai (portretas mokslininko pateikti aukščiau), reikėtų pažymėti, kad speciali reliatyvumo teorija, kuri, atrodytų, prieštarauja jų, iš tikrųjų atkartoja Niutono dėsniai lygtis beveik tiksliai, jei jis naudojamas apibūdinti kūną, kurio greitis judėjimo daug mažiau nei šviesos greičiu. Kitaip tariant, jei jūs naudojate specialų reliatyvumo, Niutono fizikos Netiksli atšauktas. Ši teorija, priešingai, papildo ir išplečia jį.

Šviesos greitis - universali konstanta

Naudojant reliatyvumo principą, galima suprasti, kodėl jis vaidina svarbų vaidmenį yra šviesos greitis, o ne kas nors kitas šiame pasaulyje modelio struktūra. Šis klausimas yra iškeltas tiems, kurie tik pradeda supažindinti su fizikos. Šviesos greitis yra universali konstanta, nes ji yra apibrėžta kaip tokia prigimtine teise (daugiau apie tai galima rasti studijuojant Maksvelo lygtis). Šviesos greitis vakuume, pagal reliatyvumo principą, bet atskaitos rėmas yra tas pats. Galbūt manote, kad tai prieštarauja sveikam protui. Iš to išplaukia, kad tuo pačiu metu, kaip ir šviesos stebėtojo ateina iš fiksuoto šaltinio ir iš judančių (nepriklausomai nuo to, ar jis juda su greičio). Tačiau taip nėra. Šviesos greitis, dėka savo ypatingą vaidmenį skiriamas centrinę vietą ne tik ypatingo, bet ir bendrosios reliatyvumo. Ir pasakykite apie tai.

Bendrosios reliatyvumo teorijos

Jis naudojamas, kaip sakėme, kad visi pagalbos rėmai yra nebūtinai tie, kurių greitis judesio vienas kito atžvilgiu yra pastovus. Matematiškai ši teorija atrodo daug sunkiau nei ypatinga. Tai paaiškina faktą, kad tarp jų leidinių praėjo 11 metų. VTR apima ypatinga, kaip konkrečiu atveju. Todėl, Niutono dėsniai, taip pat jo dalis. Tačiau Bendroji reliatyvumo peržengia jo pirmtakai. Pavyzdžiui, jis paaiškino, naujame svorio.

ketvirtoji dimensija

Dėka keturių dimensijų pasaulis tampa BRT: Laikas pridedamas prie trijų erdvinių matmenų. Visi jie yra neatsiejami, todėl būtina kalbėti ne apie erdvinės atstumu, kad egzistuoja trimatis pasaulio tarp dviejų objektų. Tai dabar eina Erdvės-laiko intervalai tarp skirtingų renginių, vienijanti tiek erdvės ir laiko atstumą juos nuo vienas kito. Kitaip tariant, laiku ir erdvės reliatyvumo teorija yra laikoma keturių dimensijų kontinuumas. Jis gali būti apibrėžiama kaip laiko-erdvės. Tai iš tų stebėtojų, kurie juda vienas kito atžvilgiu, kontinuumas turės skirtingas nuomones, net apie bet kurių dviejų įvykių, arba vienas iš jų, jei ten buvo tiek prieš kurį kitą. Tačiau, priežastinis ryšys nėra pažeidžiamas. Kitaip tariant, tokios koordinačių sistemos egzistavimas, kai du įvykiai skirtingose sekos ir tuo pačiu metu, neleidžia net gr.

Bendrosios reliatyvumo ir visuotine gravitacija teisė

Pasak visuotine gravitacija teisės, atrado Niutonas, tarpusavio traukos jėga egzistuoja tarp dviejų institucijų visatoje. Žemė iš šios pozicijos sukasi aplink saulę, nes yra jėgų traukos tarp jų. Nepaisant to, bendrosios reliatyvumo teorijos daro išvaizdą iš kitos pusės į šį reiškinį. Sunkumą, pagal šią teoriją - nuo "kreivumą" (deformacijos) laiko-erdvės, kuri yra stebimas pagal masę įtakos pasekmė. Kūnas yra sunkesnis (mūsų pavyzdyje, saulė), tuo daugiau "Flex" pagal jam laiko-erdvės. Todėl, jos gravitacinis laukas yra toks stiprus.

Siekiant geriau suprasti reliatyvumo teorijos esmę, mano palyginimas. Žemė pagal bendrosios reliatyvumo, sukasi aplink saulę, kaip mažas kamuolys, kad ritininis aplink kūgio kraterio, suformuota kaip "verčia" erdvės-laiko saulės rezultatas. Ir tai, kad mes panaudojome imtis gravitacijos jėga yra faktiškai išorę pasireiškimas kreivės, o ne jėga, o Niutonas prasme. Geriau paaiškinimas gravitacijos reiškinys nei siūloma BRT, iki šiol nerastas.

Tyrimo metodai bendrosios reliatyvumo

Atkreipkite dėmesį, kad BRT nėra lengva patikrinti, nes jis sukelia laboratorijoje beveik laikytis visuotinės gravitacijos teisę. Tačiau mokslininkai vis dar turėjo keletą svarbių eksperimentų skaičių. Jų rezultatai rodo, kad Einšteino teorija patvirtinama. BRT taip pat padeda paaiškinti skirtingus reiškinius pastebėtus erdvėje. Tai, pavyzdžiui, mažos nukrypimai gyvsidabris iš jos stacionarių orbitą. Nuo Atsižvelgiant Niutono klasikinės mechanikos klausimu negali paaiškinti juos. Tai taip pat, kodėl elektromagnetinė spinduliuotė iš tolimų žvaigždžių yra sulenkta, nes jis eina šalia saulės.

Numatytos bendrosios reliatyvumo rezultatai, iš tiesų, iš esmės skiriasi nuo tų, kurios suteikia Newton įstatymus (jo portretas pateikiamas aukščiau) tik tada, kai yra superstrong gravitacinis laukai. Todėl, siekiant užbaigti bendrosios reliatyvumo patikra reikalinga arba labai tikslius matavimus didžioji masė objektų, ar juodosios skylės, nes mūsų nuolatinė atstovybės jų atžvilgiu netaikytinos. Todėl eksperimentiniais metodais išbandyti šią teoriją vystymasis yra vienas iš pagrindinių uždavinių šiuolaikinėje eksperimentinės fizikos.

Daugelio mokslininkų protai, ir žmonės toli nuo mokslas žengia sukūrė Einšteino reliatyvumo teorijos. Kas tai yra, mes kalbėjo trumpai. Ši teorija virsta mūsų pažįstamas idėjas apie pasaulį, todėl į jį palūkanos dar nebuvo užgesintas.