SRT Maxsus nisbiylik nazariyasi (SRT) - vakuumdagi yorug'lik tezligidan kamroq, shu jumladan yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan ixtiyoriy tezlikda harakatni, mexanika qonunlarini va fazo-vaqt munosabatlarini tavsiflovchi nazariya. Maxsus nisbiylik doirasida klassik Nyuton mexanikasi past tezlikli yaqinlashishdir. Gravitatsion maydonlar uchun STRni umumlashtirish umumiy nisbiylik deb ataladi. Xususiy nisbiylik nazariyasi bilan tasvirlangan klassik mexanika bashoratlaridan fizik jarayonlarning borishidagi chetlanishlar relyativistik effektlar, bunday ta’sirlarning ahamiyatli bo‘lish tezligi esa relativistik tezliklar deyiladi.

Xizmat ko'rsatish stantsiyalari tarixidan. Nisbiylikning maxsus nazariyasi 20-asr boshlarida G. A. Lorents, A. Puankare, A. Eynshteyn va boshqa olimlarning saʼy-harakatlari bilan yaratilgan. SRTni yaratishning eksperimental asosi Mishelson tajribasi edi. Uning natijalari o'z davrining klassik fizikasi uchun kutilmagan edi: yorug'lik tezligining yo'nalishdan (izotropiya) mustaqilligi va Yerning Quyosh atrofidagi orbital harakati. 20-asr boshlarida bu natijani izohlashga urinish klassik tushunchalarni qayta koʻrib chiqishga olib keldi va maxsus nisbiylik nazariyasini yaratishga olib keldi.

Yorug'likka yaqin tezlikda harakatlanayotganda dinamika qonunlari o'zgaradi. Nyutonning kuch va tezlanish bilan bog'liq ikkinchi qonuni tezliklari yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan jismlar uchun o'zgartirilishi kerak. Bundan tashqari, tananing impuls va kinetik energiyasining ifodasi relativistik bo'lmagan holatga qaraganda tezlikka nisbatan murakkabroq bog'liqlikka ega. Yorug'likka yaqin tezlikda harakatlanayotganda dinamika qonunlari o'zgaradi. Nyutonning kuch va tezlanish bilan bog'liq ikkinchi qonuni tezliklari yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan jismlar uchun o'zgartirilishi kerak. Bundan tashqari, tananing impuls va kinetik energiyasining ifodasi relativistik bo'lmagan holatga qaraganda tezlikka nisbatan murakkabroq bog'liqlikka ega.

SRTning asosiy tushunchalari. Malumot tizimi ushbu tizimning boshlanishi sifatida tanlangan ma'lum bir moddiy tanani, mos yozuvlar tizimining boshlanishiga nisbatan ob'ektlarning o'rnini aniqlash usulini va vaqtni o'lchash usulini ifodalaydi. Odatda mos yozuvlar tizimlari va koordinata tizimlari o'rtasida farqlanadi. Koordinatalar tizimiga vaqtni o'lchash protsedurasini qo'shish uni mos yozuvlar tizimiga "o'zgartiradi". Inertial mos yozuvlar tizimi (IRS) - tashqi ta'sirga duchor bo'lmagan ob'ekt bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan tizim. Hodisa - bu kosmosda lokalizatsiya qilinishi mumkin bo'lgan va juda qisqa muddatga ega bo'lgan har qanday jismoniy jarayon. Boshqacha qilib aytganda, hodisa to'liq koordinatalar (x, y, z) va t vaqti bilan tavsiflanadi.

1 nisbiylik printsipi. Tabiatning barcha qonunlari bir inersial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o‘tishga nisbatan o‘zgarmasdir (ular barcha inertial sanoq sistemalarida bir xilda harakat qiladi). Bu shuni anglatadiki, barcha inertial tizimlarda fizik qonunlar (faqat mexanik emas) bir xil shaklga ega. Shunday qilib, klassik mexanikaning nisbiylik printsipi tabiatning barcha jarayonlariga, shu jumladan elektromagnit jarayonlarga ham umumlashtiriladi. Ushbu umumlashtirilgan printsip Eynshteynning nisbiylik printsipi deb ataladi.

2 nisbiylik printsipi. Vakuumdagi yorug'lik tezligi yorug'lik manbai yoki kuzatuvchining harakat tezligiga bog'liq emas va barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil bo'ladi. SRTda yorug'lik tezligi alohida o'rin tutadi. Bu kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'zaro ta'sirlar va signallarni uzatishning maksimal tezligi.

YUZ. SRT "Eynshteyngacha bo'lgan" fizikaning barcha muammolarini hal qilish va o'sha paytda ma'lum bo'lgan elektrodinamika va optika sohasidagi tajribalarning "qarama-qarshi" natijalarini tushuntirishga imkon berdi. Keyinchalik, STR tezlatgichlarda, atom jarayonlarida, yadro reaktsiyalarida va hokazolarda tez zarrachalarning harakatini o'rganish natijasida olingan eksperimental ma'lumotlar bilan qo'llab-quvvatlandi.

Qarama-qarshiliklarni tushuntirish. Galiley o'zgarishlarini almashtirish uchun STR bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda boshqa transformatsiya formulalarini taklif qildi - yorug'lik tezligiga yaqin harakat tezligida barcha relyativistik effektlarni tushuntirishga imkon beradigan va past tezlikda ("Lorents" deb ataladigan transformatsiyalar). y<< c) переходят в формулы преобразования Галилея. Таким образом, новая теория (СТО) не отвергла старую классическую механику Ньютона, а только уточнила пределы ее применимости. Такая взаимосвязь между старой и новой, более общей теорией, включающей старую теорию как предельный случай, носит название принципа соответствия.

Ishdan "Fizika" fanidan darslar va hisobotlar uchun foydalanish mumkin

Bizning tayyor fizika taqdimotlarimiz murakkab dars mavzularini sodda, qiziqarli va tushunarli qiladi. Fizika darslarida o'rganilgan eksperimentlarning ko'pchiligini oddiy maktab sharoitida o'tkazish mumkin emas, bunday tajribalarni fizika bo'limida 7, 8, 9, 10-sinflar uchun tayyor fizika taqdimotlarini yuklab olishingiz mumkin. 11, shuningdek, talabalar uchun fizika bo'yicha taqdimotlar-ma'ruzalar va taqdimotlar-seminarlar.

35 tadan 1 tasi

Mavzu bo'yicha taqdimot:

Slayd raqami 1

Slayd tavsifi:

Slayd № 2

Slayd tavsifi:

Mundarija 1. Nazariyaning tug‘ilishi 2. Nisbiylik printsipi 3. Galiley o‘zgarishlari 4. Lorents o‘zgarishlari 5. Nisbiylikning maxsus nazariyasi 6. SRTning yaratilishi 7. Relyativistik nazariya 8. Eynshteyn postulatlari 9. SRTning mohiyati 10. SRTning oqibatlari. 10.1. "Eynshteyn poyezdi" 10.2. “Egizak paradoks” 11. Relyativistik dinamika elementlari 12. Umumiy nisbiylik nazariyasi 13. Umumiy nisbiylik nazariyasining asosiy tamoyillari 12.1. Gravitatsiyaning relativistik nazariyasiga ehtiyoj 12.2. Gravitatsion va inertsial massalarning tengligi printsipi 12.3. Fazoviy vaqt GTR va kuchli ekvivalentlik printsipi 14. Eynshteyn tenglamalari 15. GTR ning asosiy oqibatlari 16. GTR masalalari 16.1. Energiya muammosi 16.2. Umumiy nisbiylik va kvant fizikasi 17. Umumiy nisbiylik nazariyasini tasdiqlovchi tajribalar

Slayd № 3

Slayd tavsifi:

Nazariyaning tug'ilishi Buyuk nemis fizigi Albert Eynshteyn (1879-1955) 1933 yilgacha Germaniyada, keyin AQShda yashagan. Ko'pgina fanlar akademiyalarining a'zosi, SSSR Fanlar akademiyasining faxriy a'zosi, 1921 yil Nobel mukofoti laureati. Eynshteynning fanga qo'shgan ulkan hissasi nisbiylik nazariyasini yaratish edi. 1905 yilda u maxsus yoki qisman nisbiylik nazariyasini deyarli to'liq shaklda nashr etdi

Slayd № 4

Slayd tavsifi:

Slayd raqami 5

Slayd tavsifi:

Nisbiylik printsipi G. Galiley turli inertial tizimlardagi barcha mexanik hodisalar bir xil tarzda borishini aniqladi, ya'ni. Berilgan inertial tizimning "ichida" o'tkazilmagan hech qanday mexanik tajribalar ushbu tizimning tinch yoki to'g'ri chiziqli va bir tekis harakatlanishini aniqlay olmaydi. Bu pozitsiya Galileyning nisbiylik printsipi deb ataladi. Galileyning nisbiylik printsipi ko'plab tajribalarni umumlashtirishdir. Galiley printsipiga ko'ra, inertialga nisbatan bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan barcha sanoq sistemalari ham inertialdir. Inertial sistemaga nisbatan tezlanish bilan harakatlanuvchi sistema noinersial deyiladi.

Slayd raqami 6

Slayd tavsifi:

Galiley o'zgarishlari Jismning harakatini boshqa mos yozuvlar tizimida tasvirlash kerak bo'lgan holatlar uchun biz bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o'tishda koordinatalarni o'zgartirish formulalarini topamiz. Faraz qilaylik, K´ inersial sistemasi boshqa K inersiya sistemasiga nisbatan OX o'qi bo'ylab v tezlik bilan harakat qiladi. Oddiylik uchun K va K´ sistemalarining koordinata o'qlari vaqtning boshlang'ich momentida t=t´ deb faraz qilamiz. =0 mos keldi. Faraz qilaylik, moddiy P nuqta K sistemaga nisbatan tinch holatda, uning K sistemadagi holati radius vektor r yoki x, y, z koordinatalari bilan xarakterlanadi. K' sistemasiga nisbatan bu nuqta harakat qiladi va uning K' sistemasidagi o'rni r' radius vektori yoki x', y', z' koordinatalari bilan tavsiflanadi. Ikkala K va K´ inertial mos yozuvlar tizimlarida vaqt bir xil tarzda oqadi, soatlar sinxronlashtiriladi, ya'ni. t=t´.

Slayd raqami 7

Slayd tavsifi:

K va K’ sistemalarda bir xil P nuqtaning r´ va r radius vektorlari orasidagi bog‘lanish ko‘rinishga ega. Bu munosabatni har bir dekart koordinatalari uchun yozish mumkin. t=t´ ekanligini hisobga olsak, biz quyidagilarni olamiz: Bu tenglamalar to'g'ridan-to'g'ri Galiley o'zgarishlari deb ataladi. Agar moddiy P nuqta K sistemasida statsionar bo'lsa, uning K sistemasidagi harakat tenglamasini teskari Galiley o'zgarishlari yordamida yozish mumkin: r = r´ + vt,

Slayd № 8

Slayd tavsifi:

Slayd № 9

Slayd tavsifi:

Galiley o'zgarishlari soat sinxronizatsiyasi bir zumda tarqaladigan signallar yordamida amalga oshiriladi degan taxminga asoslanadi. Biroq, bunday signallar aslida mavjud emas. Signalning tarqalish tezligining yuqori chegarasining mavjudligi ma'lum bir K inertial ramkada topilgan ixtiyoriy hodisaning koordinatalari va vaqtidan boshlab, har qanday boshqa inertial tizimda bir xil hodisaning koordinatalarini topishga imkon beradigan boshqa transformatsiya formulalarini keltirib chiqardi. K´, K ga nisbatan x o'qi yo'nalishi bo'yicha to'g'ri chiziqli va bir tekis v tezlik bilan harakatlanadi:

Slayd № 10

Slayd tavsifi:

Lorentz o'zgarishlaridan bir qator oqibatlar kelib chiqadi. Xususan, ular vaqt kengayishi va Lorents uzunligi qisqarishining relativistik ta'sirini nazarda tutadi. Masalan, K" tizimining x" nuqtasida t0 = t"2 – t"1 (to'g'ri vaqt) davomiylikdagi jarayon sodir bo'lsin, bunda t"1 va t'2 - K" da soat ko'rsatkichlari. jarayonning boshlanishi va oxiri. K sistemadagi bu jarayonning davomiyligi t teng bo'ladi, ko'rsatish mumkinki, uzunlikning relyativistik qisqarishi Lorentz o'zgarishlaridan kelib chiqadi.

Slayd № 11

Slayd tavsifi:

At v<<с преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея. Теория относительности не отвергает преобразования Галилея, а включает их как частный случай, справедливый при малых V. Из преобразований Лоренца следует, что скорость V не может быть равна или больше скорости света C, так как подкоренное выражение при V=C обращается в нуль, а при V>C manfiy va Lorentz o'zgarishlari jismoniy ma'nosini yo'qotadi

Slayd № 12

Slayd tavsifi:

Maxsus nisbiylik nazariyasi Maxsus nisbiylik nazariyasi (SRT), qisman nisbiylik nazariyasi - yorug'lik tezligiga yaqin tezlikdagi jismlarning harakatini tasvirlashda Nyuton mexanikasi o'rnini bosgan nazariya. Past tezlikda SRT va Nyuton mexanikasi natijalari o'rtasidagi farqlar ahamiyatsiz bo'lib qoladi.

Slayd № 13

Slayd tavsifi:

SRTning yaratilishi Maxsus nisbiylik nazariyasi 20-asr boshlarida G. A. Lorents, A. Puankare va A. Eynshteynlarning sa'y-harakatlari bilan ishlab chiqilgan. STRni yaratishda ustuvorlik masalasi munozarali: nazariyaning asosiy qoidalari va to'liq matematik apparati, shu jumladan Lorents o'zgarishlarining guruh xususiyatlari birinchi marta mavhum shaklda A. Puankare tomonidan "Dinamikasi to'g'risida" ishida shakllantirilgan. elektron” G. A. Lorentsning oldingi natijalariga asoslangan va nazariya asosining aniq mavhum kelib chiqishi - Lorentz transformatsiyalarining minimal boshlang'ich postulatlaridan A. Eynshteyn deyarli bir vaqtning o'zida “Harakatlanuvchi muhitning elektrodinamikasiga oid” ishida berilgan. ”. Ingliz tilidagi Vikipediyada ushbu mavzu bo'yicha alohida maqola mavjud

Slayd № 14

Slayd tavsifi:

1905 yilda Eynshteyn "Harakatlanuvchi jismlarning elektrodinamikasi to'g'risida" maqolasini nashr etdi, unda u o'zining relativistik nazariyasi - maxsus nisbiylik nazariyasining asosiy qoidalarini shakllantirdi. Bu nazariya mexanik va elektromagnit hodisalarga nisbatan barcha inertial koordinatalar sistemalarining to‘liq teng ekanligini, yorug‘lik tezligi esa barcha inertial sanoq sistemalarida o‘zgarmasligini hisobga olib, fazo va vaqtning yangicha ko‘rinishini o‘zida mujassam etgan holda klassik fizikaning qarama-qarshiliklarini hal qildi. Eynshteyn maxsus nisbiylik nazariyasi uchun asos sifatida ikkita postulat qo'ydi: 1. Eynshteynning nisbiylik printsipi. Tabiat qonunlarini ifodalovchi tenglamalar koordinatalar va vaqtning bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga oʻtishiga nisbatan oʻzgarmas (oʻzgarmas) boʻladi. 2. Yorug'lik tezligining doimiyligi printsipi. Yorug'likning vakuumdagi tezligi barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil bo'lib, yorug'lik manbai yoki qabul qiluvchining harakatiga bog'liq emas. Vakuumdagi yorug'lik tezligi har doim doimiy va 300 000 km / s ga teng, bu har qanday signalning tarqalish tezligi;

Slayd № 15

Slayd tavsifi:

Eynshteynning SRT postulatlari ikkita postulatga asoslangan bo'lib, ular eksperimental o'rnatilgan qonunlarning umumlashtirilishi hisoblanadi. Har qanday inertial sanoq tizimida barcha fizik hodisalar bir xil tarzda boradi (Eynshteynning nisbiylik printsipi). Eynshteynning nisbiylik printsipi Galileyning nisbiylik printsipini umumlashtirish bo'lib, u barcha inertial sanoq sistemalarida mexanik hodisalarning bir xilligini bildiradi. 2. Yorug'lik tezligi barcha inertial sanoq sistemalarida manba tezligiga bog'liq emas. Ikkinchi postulatning formulasi kengroq bo'lishi mumkin: "Yorug'lik tezligi barcha inertial mos yozuvlar tizimida doimiydir." nazariya, uning jismoniy mazmunidan qat'i nazar, o'zgarmas shaklda va relativistik ta'sir sharoitida "uzunlik", "vaqt" va "inertial hisoblash tizimi" tushunchalarini talqin qilish qiyinligi.

Slayd № 16

Slayd tavsifi:

SRTning mohiyati SRT postulatlarining natijasi relativistik bo'lmagan, "klassik" harakat uchun Galiley o'zgarishlarining o'rnini bosadigan Lorents transformatsiyasidir. Bu transformatsiyalar turli inertial sanoq sistemalarida kuzatilgan bir xil hodisalarning koordinatalari va vaqtlarini bog‘laydi. Maxsus nisbiylik nazariyasi ko'plab eksperimental tasdiqlarni oldi va qo'llanilishi sohasida so'zsiz to'g'ri nazariyadir. Maxsus nisbiylik nazariyasi butun koinot miqyosida, shuningdek, kuchli tortishish maydonlari holatlarida ishlashni to'xtatadi, bu erda u umumiyroq nazariya - umumiy nisbiylik nazariyasi bilan almashtiriladi. Maxsus nisbiylik nazariyasi mikrodunyoda ham qo'llaniladi, uning kvant mexanikasi bilan sintezi - kvant maydon nazariyasi;

Slayd № 17

Slayd tavsifi:

SRTning oqibatlari 19-asr oxiriga kelib. fizikaning rivojlanishi klassik mexanikaning uchta asosiy qoidalarining qarama-qarshiliklari va nomuvofiqligini anglashga olib keldi: yorug'lik manbai yoki qabul qiluvchining harakatidan qat'i nazar, bo'sh fazodagi yorug'lik tezligi doimo doimiy; bir-biriga nisbatan toʻgʻri chiziqli va bir tekis harakatlanuvchi ikkita koordinata tizimida tabiatning barcha qonunlari qatʼiy bir xil boʻlib, mutlaq toʻgʻri chiziqli va bir tekis harakatni aniqlash vositasi yoʻq (nisbiylik printsipi); koordinatalar va tezliklar klassik Galiley o'zgarishlariga ko'ra bir inertial tizimdan ikkinchisiga aylantiriladi. Albert Eynshteyn qarama-qarshiliklarni "Eynshteyn poyezdi" deb nomlangan fikrlash tajribasi bilan tasvirlab berdi:

Slayd № 18

Slayd tavsifi:

Tasavvur qilaylik, kuzatuvchi poezdda sayohat qilib, yo'l chetidagi ko'cha chiroqlari orqali poezd yo'nalishi bo'yicha chiqarilgan yorug'lik tezligini o'lchaydi, ya'ni. mos yozuvlar tizimida c tezlik bilan harakatlanuvchi - poezd v tezlikda harakatlanadigan temir yo'l yo'li. Harakatlanuvchi aravaga nisbatan yorug'lik tezligi qanday? U w = c-v ga teng. Bular. Ma'lum bo'lishicha, yorug'lik tezligi turli xil inertial mos yozuvlar tizimlariga nisbatan har xil bo'lib, bu holda temir yo'l va harakatlanuvchi vagon hisoblanadi. Va bu, bir tomondan, nisbiylik printsipiga zid keladi, unga ko'ra jismoniy jarayonlar barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil tarzda sodir bo'ladi; boshqa tomondan, yorug'likning doimiy tezligi haqidagi pozitsiyaga, chunki Yorug'lik tezligi yorug'lik manbasining tezligiga bog'liq emasligi va barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil ekanligi allaqachon ishonchli tarzda isbotlangan. Bu chekli va har qanday signalning tarqalish tezligini cheklaydi."

Slayd № 19

Slayd tavsifi:

"Egizaklar paradoksi" Maxsus nisbiylik nazariyasidan nafaqat kosmosning turli nuqtalarida sodir bo'ladigan ikkita hodisaning bir vaqtning o'zida nisbiyligi, balki har biriga nisbatan harakatlanadigan turli xil mos yozuvlar tizimlarida amalga oshirilgan uzunliklar va vaqt oraliqlarining o'lchovlarining nisbiyligi ham kelib chiqadi. boshqa. Ya'ni, ikkita moddiy nuqta orasidagi masofa (tananing uzunligi) va tanada sodir bo'ladigan jarayonlarning davomiyligi mutlaq emas, balki nisbiy qiymatlardir. Yorug'lik tezligiga yaqinlashganda, vaqt sekinlashadi, tizimda sodir bo'ladigan barcha jarayonlar, shu jumladan tirik organizmlar, sekinlashadi, o'zgaradi - jismlarning bo'ylama (harakat bo'ylab) o'lchamlari kamayadi. Bunga misol "egizak paradoks" deb ataladi. Ikki egizakdan Yerga qaytgan astronavt Yerda qolgan akasidan yoshroq bo‘ladi, chunki juda katta tezlikda harakatlanayotgan kosmik kemada vaqt tezligi sekinlashadi va barcha jarayonlar Yerdagiga qaraganda sekinroq sodir bo'ladi. Egizak paradoks eksperimental tarzda tasdiqlangan. Biroq, vaqtni kengaytirishning ta'siri juda kichik (v0/s<<1), и мы пока не умеем их практически использовать.

Slayd № 20

Slayd tavsifi:

Kvant mexanikasi misolida bo'lgani kabi, nisbiylik nazariyasining ko'plab bashoratlari aql bovar qilmaydigan va imkonsiz bo'lib tuyuladi. Biroq, bu nisbiylik nazariyasi noto'g'ri degani emas. Aslida, biz atrofimizdagi dunyoni ko'rish (yoki ko'rishni xohlash) va aslida qanday bo'lishi juda boshqacha bo'lishi mumkin. Bir asrdan ko'proq vaqt davomida butun dunyo olimlari SRTni rad etishga harakat qilishdi. Ushbu urinishlarning hech biri nazariyadagi eng kichik nuqsonni topa olmadi. Nazariyaning matematik jihatdan to'g'ri ekanligi barcha formulalarning qat'iy matematik shakli va ravshanligidan dalolat beradi. SRT haqiqatan ham bizning dunyomizni tasvirlashi katta tajriba tajribasidan dalolat beradi. Ushbu nazariyaning ko'plab natijalari amaliyotda qo'llaniladi. Ko'rinib turibdiki, SRTni rad etishga bo'lgan barcha urinishlar, agar nazariyaning o'zi Galileyning uchta postulatiga (bir oz kengaytirilgan) asoslangan bo'lsa, Nyuton mexanikasi qurilgan bo'lsa, shuningdek, qo'shimcha postulatga asoslanadi. barcha mos yozuvlar tizimlarida yorug'lik tezligining doimiyligi haqida. To'rttasi ham hech qanday shubha tug'dirmaydi. Bundan tashqari, ularni tekshirishning aniqligi shunchalik yuqoriki, yorug'lik tezligining doimiyligi metrni - uzunlik birligini aniqlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi, buning natijasida yorug'lik tezligi o'lchovlar o'tkazilsa, avtomatik ravishda doimiy bo'ladi. metrologik talablarga muvofiq chiqariladi.

Slayd № 21

Slayd tavsifi:

Relyativistik dinamikaning elementlari Tabiat qonunlarini tavsiflovchi barcha tenglamalar Lorents o'zgarishlari ostida o'zgarmas bo'lishi kerak. STR yaratilgan vaqtga kelib, bu shartni qondiradigan nazariya allaqachon mavjud edi - bu Maksvellning elektrodinamikasidir. Biroq, Nyuton klassik mexanikasi tenglamalari Lorentz o'zgarishlari ostida o'zgarmas bo'lib chiqdi va shuning uchun SRT mexanika qonunlarini qayta ko'rib chiqish va tushuntirishni talab qildi. Eynshteyn bu qayta ko'rib chiqishni yopiq tizimlarda impulsning saqlanish qonuni va energiyaning saqlanish qonunining qondirish talablariga asosladi. Impulsning saqlanish qonuni barcha inersial sanoq sistemalarida bajarilishi uchun jismning impuls momenti ta’rifini o‘zgartirish zarur bo‘lib chiqdi. STRdagi klassik impuls o‘rniga massasi m tezlik bilan harakatlanuvchi jismning relativistik impulsi ko‘rinishda yoziladi.

Slayd № 22

Slayd tavsifi:

Jismning relativistik impulsini tananing relativistik massasi va uning harakat tezligining mahsuloti deb hisoblash mumkin. Jismning relyativistik massasi m tezlik ortishi bilan qonunga muvofiq ortadi, bunda m - tananing dam olish massasi, V - uning harakat tezligi. Impuls ifodasi Nyuton mexanikasida qo'llaniladigan ifodaga aylanganda, bu erda m tinch massa (m=mo) deb tushuniladi, chunki m va mo o'rtasidagi farq ahamiyatsiz bo'lganda

Slayd № 23

Slayd tavsifi:

Massa va energiyaning mutanosiblik qonuni SRTning eng muhim xulosalaridan biridir. Massa va energiya moddaning turli xossalaridir. Tananing massasi uning inertsiyasini, shuningdek, tananing boshqa jismlar bilan tortishish o'zaro ta'siriga kirish qobiliyatini tavsiflaydi. Energiyaning eng muhim xossasi uning turli fizik jarayonlar davomida ekvivalent miqdorlarda bir shakldan ikkinchisiga o'tish qobiliyatidir - bu energiyaning saqlanish qonunining mazmunidir. Massa va energiyaning mutanosibligi materiyaning ichki mohiyatining ifodasidir. Eynshteyn formulasi tabiatning asosiy qonunini ifodalaydi, u odatda massa va energiya o'rtasidagi munosabatlar qonuni deb ataladi. tinch holatdagi zarralar uchun (p = 0) E = E0 = mc2 Bunday zarralar massasiz deyiladi. Massasiz zarralar uchun energiya va impuls o'rtasidagi munosabat oddiy munosabat bilan ifodalanadi

Slayd № 24

Slayd tavsifi:

Umumiy nisbiylik nazariyasi 1907-1916 yillarda. zamonaviy fazo va vaqt fanini tortishish nazariyasi bilan birlashtirgan umumiy nisbiylik nazariyasi yaratildi. Eynshteyn tomonidan fizikada amalga oshirilgan inqilob ko'lami nuqtai nazaridan u ko'pincha Nyuton bilan taqqoslanadi. Umumiy nisbiylik nazariyasi (GTR) — fazo-vaqt va tortishishning fizik nazariyasi boʻlib, tortishish va inersiya massalarining ekvivalentligining eksperimental tamoyiliga hamda massa va u keltirib chiqaradigan tortishish effektlari oʻrtasidagi chiziqli bogʻliqlik faraziga asoslangan.

Slayd № 25

Slayd tavsifi:

Umumiy nisbiylik nazariyasining asosiy tamoyillari Gravitatsiyaning relativistik nazariyasiga ehtiyoj Nyutonning tortishish nazariyasi tortishish tushunchasiga asoslanadi, bu uzoq masofali kuch - u har qanday masofada bir zumda ta'sir qiladi. Harakatning bu oniy tabiati zamonaviy fizikaning maydon paradigmasi bilan, xususan, 1905 yilda Eynshteyn, Puankare va Lorents tomonidan olingan maxsus nisbiylik nazariyasi bilan mos kelmaydi. Darhaqiqat, bu nazariyada hech qanday ma'lumot vakuumda yorug'lik tezligidan tezroq tarqala olmaydi. Umumjahon tabiati Eynshteyn tomonidan qabul qilingan tabiat qonunlarining o'zgarmasligi printsipi bilan olimlar "Muqaddas Grailga intilish" ga kirishdilar - unga mos keladigan tortishish nazariyasi. Ushbu izlanishning natijasi tortishish va inertial massalarning bir xilligi printsipiga asoslangan umumiy nisbiylik nazariyasi edi.

Slayd № 26

Slayd tavsifi:

Gravitatsion va inertsial massalarning tengligi printsipi Nyuton klassik mexanikasida massa haqida ikkita tushuncha mavjud: birinchisi Nyutonning ikkinchi qonuniga, ikkinchisi esa butun dunyo tortishish qonuniga ishora qiladi. Birinchi massa - inertial (yoki inertial) - jismga ta'sir qiluvchi tortishish bo'lmagan kuchning uning tezlanishiga nisbati. Ikkinchi massa - tortishish (yoki ba'zan og'ir deb ataladi) - jismning boshqa jismlar tomonidan tortishish kuchini va uning o'ziga xos tortishish kuchini aniqlaydi. Umuman olganda, bu ikki massa, tavsifdan ko'rinib turibdiki, turli tajribalarda o'lchanadi va shuning uchun bir-biriga mutlaqo proportsional bo'lishi shart emas. Ularning qat'iy mutanosibligi gravitatsiyaviy bo'lmagan va tortishish o'zaro ta'sirida bitta tana massasi haqida gapirishga imkon beradi. Tegishli birliklarni tanlash orqali bu massalarni bir-biriga tenglashtirish mumkin. Ba'zan tortishish va inersiya massalarining tengligi printsipi zaif ekvivalentlik printsipi deb ataladi. Albert Eynshteyn uni umumiy nisbiylik nazariyasiga asosladi.

Slayd № 27

Slayd tavsifi:

Kosmos-vaqt GTR va kuchli ekvivalentlik printsipi Ko'pincha nisbiylikning umumiy nazariyasining asosi tortishish va inertial maydonlarning ekvivalentligi printsipi ekanligiga noto'g'ri ishonishadi, u odatda quyidagicha ifodalanadi: "Etarlicha kichik jismoniy tizim joylashgan. gravitatsion maydonda maxsus nisbiylik nazariyasining tekis fazo-vaqtiga botgan tezlashtirilgan (inertial sanoq sistemasiga nisbatan) sanoq tizimida joylashgan bir xil tizimdan xulq-atvori bilan ajralib turmaydi. Ba'zan xuddi shu printsip "maxsus nisbiylikning mahalliy asosliligi" sifatida qabul qilinadi yoki "kuchli ekvivalentlik printsipi" deb ataladi.

Slayd № 28

Slayd tavsifi:

Tarixiy nuqtai nazardan, bu tamoyil umumiy nisbiylik nazariyasining rivojlanishida haqiqatan ham katta rol o'ynagan va uni ishlab chiqishda Eynshteyn tomonidan ishlatilgan. Biroq, nazariyaning eng yakuniy ko'rinishida u aslida mavjud emas, chunki maxsus nisbiylik nazariyasida tezlashtirilgan va dastlabki ma'lumot tizimida fazo-vaqt egri chiziqli - tekis, umumiy nisbiylik nazariyasida esa u o'z ichiga olmaydi. har qanday jism tomonidan egri bo'ladi va aynan uning egriligi jismlar o'rtasida tortishish kuchini keltirib chiqaradi. Xuddi shunday, "umumiy nisbiylik nazariyasi" nomi ham mutlaqo to'g'ri emas. Bu hozirda fiziklar tomonidan ko'rib chiqilayotgan tortishishning ko'plab nazariyalaridan biri, shu bilan birga maxsus nisbiylik ilmiy hamjamiyat tomonidan amalda qabul qilinadi va zamonaviy fizikaning asosini tashkil etadi.

Slayd № 29

Slayd tavsifi:

Dunyoning zamonaviy fizik tasviri uchun GTRning ahamiyati Agar SRT fazo va vaqtni bir-biriga bog'lasa, GRT uchlik aloqasini o'rnatadi: fazo-vaqt-materiya. Bu bog‘liqlikning mohiyatini Eynshteynning o‘zi shunday izohlagan edi: “Agar Olamdan barcha materiya yo‘qolsa, fazo va vaqt saqlanib qoladi, deb hisoblashardi; Nisbiylik nazariyasi materiya bilan birga fazo ham, vaqt ham yo‘q bo‘lib ketishini ta’kidlaydi”. Nisbiylik nazariyasi klassik fizikada mavjud fazo, vaqt va materiya tushunchalaridan butunlay voz kechadi. Fazo va vaqtdagi barcha o'lchovlar nafaqat nisbiydir (chunki ular kuzatuvchining harakatiga bog'liq), balki koinotdagi materiyaning taqsimlanishi bilan belgilanadigan fazo-vaqtning tuzilishi ham. Va materiya Koinotda notekis taqsimlanganligi sababli, fazo egri va vaqt koinotning turli qismlarida turli tezliklarda oqadi.

Slayd tavsifi:

Umumiy nisbiylik masalalari Energiya muammosi Matematik fizika nuqtai nazaridan energiya vaqtning bir xilligi tufayli saqlanib qolgan miqdor bo'lgani uchun va umumiy nisbiylik nazariyasida, maxsus nisbiylik nazariyasidan farqli o'laroq, umuman olganda, vaqt bir jinsli emas. energiyaning saqlanish qonunini GTRda ifodalash mumkin, faqat mahalliy, ya'ni GTRda STRdagi energiyaga ekvivalent shunday miqdor yo'qki, vaqt bo'ylab harakatlanayotganda uning fazodagi integrali saqlanib qoladi. GTR va kvant fizikasi GTR ning zamonaviy nuqtai nazardan asosiy muammosi uning uchun kanonik usulda kvant maydon modelini qurishning mumkin emasligidir. Umumiy nisbiylik bo'yicha bunday dasturni amalga oshirishdagi qiyinchiliklar uch xil: birinchidan, klassikdan kvant Gamiltonianga o'tish noaniqdir, chunki dinamik o'zgaruvchilar operatorlari bir-biri bilan almashtirmaydilar; ikkinchidan, tortishish maydoni bog'langan maydonlar turiga kiradi, ular uchun allaqachon klassik faza fazosining tuzilishi ancha murakkab va ularni eng to'g'ridan-to'g'ri usul bilan kvantlash mumkin emas; uchinchidan, umumiy nisbiylik nazariyasida vaqtning ifodalangan yo‘nalishi mavjud emas, bu esa uni ajratib olishni qiyinlashtiradi va natijada olingan yechimni izohlash muammosini keltirib chiqaradi.

Slayd tavsifi:

Quyosh sohasida yorug'lik nurining og'ishi Umumiy nisbiylik nazariyasining bilvosita eksperimental tasdiqlaridan biri yorug'lik nurining Quyosh sohasidagi og'ishidir. Tajribadan ma'lum bo'ldiki, elektromagnit maydon tortishish maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi. Biz bu yulduzni ko'rishni to'xtatgan vaqtni o'lchaymiz (bu tajribalar to'liq quyosh tutilishi paytida amalga oshiriladi) va to'g'ri chiziqdan yorug'lik nurining burchagini chiqaramiz. Nazariy jihatdan, Quyoshning burilish burchagi quyidagilarga teng:

Slayd № 34

Slayd tavsifi:

Quyosh sohasidagi signalning kechikishi Umumiy nisbiylikni tasdiqlovchi yana bir bilvosita tajriba Quyosh sohasidagi signalning kechikishidir Signal Veneraga yuboriladi va signalning qaytib kelish vaqti qayd etiladi. Signalning Quyosh sohasida oldinga va orqaga harakatlanishi uchun zarur bo'lgan vaqt qiymati (gravitatsion ob'ekt fazo-vaqtni buzadi) Quyosh bo'lmagandagi qiymatdan farq qiladi (bo'sh joy - buzilishlar yo'q).

Slayd № 35

Slayd tavsifi:

80 yildan ortiq vaqt davomida Eynshteyn nazariyasi o'zining ajoyib uyg'unligini, qurilish iqtisodiyoti va go'zalligini namoyish etdi. Hozirgi vaqtda Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasining to'g'riligini tasdiqlovchi ko'plab tajriba va kuzatishlar mavjud va unga zid bo'lgan kuzatilgan jismoniy hodisalar yo'q. Shuning uchun umumiy nisbiylik nazariyasi noto'g'ri bo'lgandan ko'ra ko'proq haqiqatdir. Bu nazariya ustida ishlash oson emas edi. Eynshteyn shunday deb yozgan edi: "Erishgan bilimlar nuqtai nazaridan, u yoki bu muvaffaqiyatli yutuq deyarli o'z-o'zidan ravshan ko'rinadi va har qanday ko'proq yoki kamroq savodli talaba uning mohiyatini qiyinchiliksiz tushuna oladi. Ammo zulmatdagi mashaqqatli izlanishlar, haqiqatga bo'lgan ishtiyoq bilan to'lgan yillar, ishonch va umidsizlikdagi o'zgarishlar, va nihoyat, asar nashr etilishi - buni faqat o'zlari boshdan kechirganlar tushunishi mumkin.

Effektlarni yoqish

1 / 13

Effektlarni o'chirish

O'xshashni ko'ring

Kodni joylashtirish

Bilan aloqada

Sinfdoshlar

Telegram

Sharhlar

Sharhingizni qo'shing

Slayd 1

11-sinfda dars. bilan MBOU o'rta maktab o'qituvchisi tomonidan tayyorlangan. Nikifarovo Ishnazarova A.R.

Slayd 2

YUZ

Maxsus nisbiylik nazariyasi (STR) - vakuumdagi yorug'lik tezligidan kamroq, shu jumladan yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan ixtiyoriy tezlikda harakatni, mexanika qonunlarini va fazo-vaqt munosabatlarini tavsiflovchi nazariya. Maxsus nisbiylik doirasida klassik Nyuton mexanikasi past tezlikli yaqinlashishdir. Gravitatsion maydonlar uchun STRni umumlashtirish umumiy nisbiylik deb ataladi. Xususiy nisbiylik nazariyasi bilan tasvirlangan klassik mexanika bashoratlaridan fizik jarayonlarning borishidagi chetlanishlar relyativistik effektlar, bunday ta’sirlarning ahamiyatli bo‘lish tezligi esa relativistik tezliklar deyiladi.

Slayd 3

Xizmat ko'rsatish stantsiyalari tarixidan.

Nisbiylikning maxsus nazariyasi 20-asr boshlarida G. A. Lorents, A. Puankare, A. Eynshteyn va boshqa olimlarning saʼy-harakatlari bilan yaratilgan. SRTni yaratishning eksperimental asosi Mishelson tajribasi edi. Uning natijalari o'z davrining klassik fizikasi uchun kutilmagan edi: yorug'lik tezligining yo'nalishdan (izotropiya) mustaqilligi va Yerning Quyosh atrofidagi orbital harakati. 20-asr boshlarida bu natijani izohlashga urinish klassik tushunchalarni qayta koʻrib chiqishga olib keldi va maxsus nisbiylik nazariyasini yaratishga olib keldi.

Slayd 4

G.A. Lorenz

A. Eynshteyn

Slayd 5

Yorug'likka yaqin tezlikda harakatlanayotganda dinamika qonunlari o'zgaradi. Nyutonning kuch va tezlanish bilan bog'liq ikkinchi qonuni tezliklari yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan jismlar uchun o'zgartirilishi kerak. Bundan tashqari, tananing impuls va kinetik energiyasining ifodasi relativistik bo'lmagan holatga qaraganda tezlikka nisbatan murakkabroq bog'liqlikka ega.

Slayd 6

SRTning asosiy tushunchalari.

Malumot tizimi ushbu tizimning boshlanishi sifatida tanlangan ma'lum bir moddiy tanani, mos yozuvlar tizimining boshlanishiga nisbatan ob'ektlarning o'rnini aniqlash usulini va vaqtni o'lchash usulini ifodalaydi. Odatda mos yozuvlar tizimlari va koordinata tizimlari o'rtasida farqlanadi. Koordinatalar tizimiga vaqtni o'lchash protsedurasini qo'shish uni mos yozuvlar tizimiga "o'zgartiradi". Inertial mos yozuvlar tizimi (IRS) - tashqi ta'sirga duchor bo'lmagan ob'ekt bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan tizim. Hodisa - bu kosmosda lokalizatsiya qilinishi mumkin bo'lgan va juda qisqa muddatga ega bo'lgan har qanday jismoniy jarayon. Boshqacha qilib aytganda, hodisa to'liq koordinatalar (x, y, z) va t vaqti bilan tavsiflanadi.

Slayd 7

Slayd 8

1 nisbiylik printsipi.

Tabiatning barcha qonunlari bir inersial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o‘tishga nisbatan o‘zgarmasdir (ular barcha inertial sanoq sistemalarida bir xilda harakat qiladi). Bu shuni anglatadiki, barcha inertial tizimlarda fizik qonunlar (faqat mexanik emas) bir xil shaklga ega. Shunday qilib, klassik mexanikaning nisbiylik printsipi tabiatning barcha jarayonlariga, shu jumladan elektromagnit jarayonlarga ham umumlashtiriladi. Ushbu umumlashtirilgan printsip Eynshteynning nisbiylik printsipi deb ataladi.

Slayd 9

2 nisbiylik printsipi.

Vakuumdagi yorug'lik tezligi yorug'lik manbai yoki kuzatuvchining harakat tezligiga bog'liq emas va barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil bo'ladi. SRTda yorug'lik tezligi alohida o'rin tutadi. Bu kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'zaro ta'sirlar va signallarni uzatishning maksimal tezligi.

Slayd 10

YUZ.

SRT "Eynshteyngacha bo'lgan" fizikaning barcha muammolarini hal qilish va o'sha paytda ma'lum bo'lgan elektrodinamika va optika sohasidagi tajribalarning "qarama-qarshi" natijalarini tushuntirishga imkon berdi. Keyinchalik, STR tezlatgichlarda, atom jarayonlarida, yadro reaktsiyalarida va hokazolarda tez zarrachalarning harakatini o'rganish natijasida olingan eksperimental ma'lumotlar bilan qo'llab-quvvatlandi.

Slayd 11

Misol.

Ikki inertial sistemaning K va K" koordinata o'qlari to'g'ri kelganda t = 0 vaqt momentida koordinatalarning umumiy kelib chiqishida qisqa muddatli yorug'lik chaqnashi sodir bo'ldi. t vaqt ichida tizimlar bir-biriga nisbatan siljiydi. yt masofaga va har bir tizimdagi sferik to'lqin fronti ct radiusga ega bo'ladi, chunki tizimlar teng va ularning har birida yorug'lik tezligi K tizimidagi kuzatuvchi nuqtai nazaridan c ga teng , sharning markazi O nuqtada va K sistemadagi kuzatuvchi nuqtai nazaridan u O nuqtada bo'ladi.

Slayd 12

Qarama-qarshiliklarni tushuntirish.

Galiley o'zgarishlarini almashtirish uchun STR bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda boshqa transformatsiya formulalarini taklif qildi - yorug'lik tezligiga yaqin harakat tezligida barcha relyativistik effektlarni tushuntirishga imkon beradigan va past tezlikda ("Lorents" deb ataladigan transformatsiyalar). y

Slayd 13

Uy vazifasi.

Barcha slaydlarni ko'rish

Abstrakt

Dars maqsadlari:

Dars rejasi:

Tashkiliy vaqt.

Mavzu bo'yicha test natijalarini sarhisob qilish: Yorug'lik to'lqinlari.

Yangi mavzuni tushuntirish.

STO ta'rifi.

Tarixdan.

Asosiy tushunchalar.

1 nisbiylik printsipi.

2 nisbiylik printsipi.

Qarama-qarshiliklarni tushuntirish.

Uy vazifasi.

O'qishning texnik vositalari: kompyuter, proyektor.

Darslar davomida.

Tashkiliy vaqt.

2. "Yorug'lik to'lqinlari" mavzusidagi test natijalarini sarhisob qilish.

3. Yangi mavzu.

Yangi mavzuni daftarga yozib olish:"Maxsus nisbiylik nazariyasi. Nisbiylik nazariyasi postulatlari”. (1-slayd)

STO ta'rifi. (2-slayd)

Maxsus nisbiylik nazariyasi (STR; shuningdek xususiy nisbiylik nazariyasi) - vakuumdagi yorug'lik tezligidan kamroq, shu jumladan tezlikka yaqin bo'lgan ixtiyoriy tezlikda harakatni, mexanika qonunlarini va fazo-vaqt munosabatlarini tavsiflovchi nazariya. yorug'likdan. Maxsus nisbiylik doirasida klassik Nyuton mexanikasi past tezlikli yaqinlashishdir. Gravitatsion maydonlar uchun STRni umumlashtirish umumiy nisbiylik deb ataladi.

Xususiy nisbiylik nazariyasi bilan tasvirlangan klassik mexanika bashoratlaridan fizik jarayonlarning borishidagi chetlanishlar relyativistik effektlar, bunday ta’sirlarning ahamiyatli bo‘lish tezligi esa relativistik tezliklar deyiladi.

Nisbiylik nazariyasi tarixidan.

Nisbiylik nazariyasini yaratishning zaruriy sharti 19-asrda elektrodinamikaning rivojlanishi edi. Elektr va magnetizm sohalaridagi eksperimental faktlar va qonuniyatlarni umumlashtirish va nazariy tushunish natijasi Maksvell tenglamalari bo'lib, ular elektromagnit maydonning evolyutsiyasini va uning zaryadlar va oqimlar bilan o'zaro ta'sirini tavsiflaydi. Maksvell elektrodinamikasida elektromagnit to'lqinlarning vakuumda tarqalish tezligi bu to'lqinlar manbaining ham, kuzatuvchining ham harakat tezligiga bog'liq emas va yorug'lik tezligiga tengdir. Shunday qilib, Maksvell tenglamalari klassik mexanikaga zid bo'lgan Galiley o'zgarishlari ostida o'zgarmas bo'lib chiqdi.

Nisbiylikning maxsus nazariyasi 20-asr boshlarida G. A. Lorents, A. Puankare, A. Eynshteyn va boshqa olimlarning saʼy-harakatlari bilan yaratilgan. SRTni yaratishning eksperimental asosi Mishelson tajribasi edi. Uning natijalari o'z davrining klassik fizikasi uchun kutilmagan edi: yorug'lik tezligining yo'nalishdan (izotropiya) mustaqilligi va Yerning Quyosh atrofidagi orbital harakati. 20-asr boshlarida bu natijani izohlashga urinish klassik tushunchalarni qayta koʻrib chiqishga olib keldi va maxsus nisbiylik nazariyasini yaratishga olib keldi. (3-slayd)

A. Eynshteyn Lorents G.A.

Olimlarning portretlari. (4-slayd)

Yorug'likka yaqin tezlikda harakatlanayotganda dinamika qonunlari o'zgaradi. Nyutonning kuch va tezlanish bilan bog'liq ikkinchi qonuni tezliklari yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan jismlar uchun o'zgartirilishi kerak. Bundan tashqari, tananing impuls va kinetik energiyasining ifodasi relativistik bo'lmagan holatga qaraganda tezlikka nisbatan murakkabroq bog'liqlikka ega. (5-slayd)

Maxsus nisbiylik nazariyasi ko'plab eksperimental tasdiqlarni oldi va qo'llanilishi sohasida to'g'ri nazariyadir.

Uning asosida qurilgan fizik nazariyalar uchun maxsus nisbiylik nazariyasining fundamental tabiati hozirgi vaqtda "maxsus nisbiylik nazariyasi" atamasining o'zi zamonaviy ilmiy maqolalarda deyarli qo'llanilmasligiga olib keldi, ular odatda faqat relativistik o'zgarmasligi haqida gapiradilar; alohida nazariya.

SRTning asosiy tushunchalari.

Maxsus nisbiylik nazariyasi, boshqa har qanday fizik nazariya kabi, asosiy tushunchalar va postulatlar (aksiomalar) va uning jismoniy ob'ektlariga mos kelish qoidalari asosida shakllantirilishi mumkin.

Malumot doirasi ushbu tizimning boshlanishi sifatida tanlangan muayyan moddiy jismni, mos yozuvlar tizimining boshlanishiga nisbatan ob'ektlarning o'rnini aniqlash usulini va vaqtni o'lchash usulini ifodalaydi. Odatda mos yozuvlar tizimlari va koordinata tizimlari o'rtasida farqlanadi. Koordinatalar tizimiga vaqtni o'lchash protsedurasini qo'shish uni mos yozuvlar tizimiga "o'zgartiradi".

Inertial mos yozuvlar tizimi (IRS)- bu tashqi ta'sirga duchor bo'lmagan ob'ekt bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan tizimga nisbatan.

Tadbir kosmosda lokalizatsiya qilinishi mumkin bo'lgan va ayni paytda juda qisqa muddatga ega bo'lgan har qanday jismoniy jarayon. Boshqacha qilib aytganda, hodisa to'liq koordinatalar (x, y, z) va t vaqti bilan tavsiflanadi.

Hodisalarga misollar: yorug'lik chaqnashi, ma'lum bir vaqtning o'zida moddiy nuqtaning holati va boshqalar.

Odatda ikkita S va S inertial tizimlar ko'rib chiqiladi." S tizimiga nisbatan o'lchangan ba'zi hodisaning vaqti va koordinatalari (t, x, y, z) va bir xil hodisaning koordinatalari va vaqtiga nisbatan o'lchangan holda belgilanadi. S tizimi (t" , x", y", z") sifatida belgilanadi. Tizimlarning koordinata o'qlari bir-biriga parallel va S" sistema S sistemaning x o'qi bo'ylab v tezlik bilan harakat qiladi deb faraz qilish qulay. SRT muammolaridan biri bog'lovchi munosabatlarni izlashdir (t). ", x", y", z") va (t, x, y, z) bo'lib, ular Lorents o'zgarishlari deb ataladi.

Odatda ikkita S va S inertial tizimlar ko'rib chiqiladi." S tizimiga nisbatan o'lchangan ba'zi hodisaning vaqti va koordinatalari (t, x, y, z) va bir xil hodisaning koordinatalari va vaqtiga nisbatan o'lchangan holda belgilanadi. S tizimi (t" , x", y", z") sifatida belgilanadi. Tizimlarning koordinata o'qlari bir-biriga parallel va S" sistema S sistemaning x o'qi bo'ylab v tezlik bilan harakat qiladi deb faraz qilish qulay. SRT muammolaridan biri bog'lovchi munosabatlarni izlashdir (t). ", x", y", z") va (t, x, y, z), ular Lorents o'zgarishlari deb ataladi (7-slayd)

1 nisbiylik printsipi.

Tabiatning barcha qonunlari bir inersial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o‘tishga nisbatan o‘zgarmasdir (ular barcha inertial sanoq sistemalarida bir xilda harakat qiladi).

Bu shuni anglatadiki, barcha inertial tizimlarda fizik qonunlar (faqat mexanik emas) bir xil shaklga ega. Shunday qilib, klassik mexanikaning nisbiylik printsipi tabiatning barcha jarayonlariga, shu jumladan elektromagnit jarayonlarga ham umumlashtiriladi. Ushbu umumlashtirilgan printsip Eynshteynning nisbiylik printsipi deb ataladi. (slayd 8)

2 nisbiylik printsipi.

Vakuumdagi yorug'lik tezligi yorug'lik manbai yoki kuzatuvchining harakat tezligiga bog'liq emas va barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil bo'ladi.

SRTda yorug'lik tezligi alohida o'rin tutadi. Bu kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'zaro ta'sirlar va signallarni uzatishning maksimal tezligi. (slayd 9)

Ushbu tamoyillar asosida yaratilgan nazariyaning oqibatlari cheksiz tajriba sinovlari bilan tasdiqlandi. SRT "Eynshteyngacha bo'lgan" fizikaning barcha muammolarini hal qilish va o'sha paytda ma'lum bo'lgan elektrodinamika va optika sohasidagi tajribalarning "qarama-qarshi" natijalarini tushuntirishga imkon berdi. Keyinchalik, STR tezlatgichlarda, atom jarayonlarida, yadro reaktsiyalarida va hokazolarda tez zarrachalarning harakatini o'rganish natijasida olingan eksperimental ma'lumotlar bilan qo'llab-quvvatlandi (slayd 10)

Misol.

SRT postulatlari klassik g'oyalarga aniq ziddir. Quyidagi fikrlash tajribasini ko'rib chiqamiz: t = 0 vaqt momentida, K va K" ikkita inertial sistemaning koordinata o'qlari to'g'ri kelganda, koordinatalarning umumiy kelib chiqishida qisqa muddatli yorug'lik chaqnashi sodir bo'ldi. t vaqt ichida, tizimlar bir-biriga nisbatan yt masofaga harakat qiladi va sferik to'lqin fronti har bir tizim radiusga ega bo'ladi, chunki tizimlar teng va ularning har birida yorug'lik tezligi c ga teng K sistemadagi kuzatuvchining sfera markazi O nuqtada, K sistemasidagi kuzatuvchi nuqtai nazaridan esa O nuqtada bo'ladi. “Demak, sferik frontning markazi bir vaqtning o'zida joylashgan. ikki xil nuqtada (slayd 11)

Qarama-qarshiliklarni tushuntirish.

Tushunmovchilikning sababi STR ning ikkita printsipi o'rtasidagi qarama-qarshilikda emas, balki har ikkala tizim uchun sferik to'lqinlar jabhalarining pozitsiyasi vaqtning bir xil momentiga tegishli degan taxminda yotadi. Bu taxmin Galiley transformatsiyasi formulalarida mavjud bo'lib, unga ko'ra har ikkala tizimda ham vaqt bir xil tarzda o'tadi: t = t". Binobarin, Eynshteyn postulatlari bir-biriga emas, balki Galiley transformatsiyasi formulalariga ziddir. Shuning uchun Galiley o'zgarishlarini almashtirgan holda, SRT bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda boshqa transformatsiya formulalarini taklif qildi - yorug'lik tezligiga yaqin harakat tezligida barcha relyativistik ta'sirlarni va past tezlikda (y) tushuntirishga imkon beradigan Lorentz transformatsiyalari.<< c) переходят в формулы преобразования Галилея. Таким образом, новая теория (СТО) не отвергла старую классическую механику Ньютона, а только уточнила пределы ее применимости. Такая взаимосвязь между старой и новой, более общей теорией, включающей старую теорию как предельный случай, носит название принципа соответствия. (слайд 12)

Ta'riflar, atamalar, postulatlarni o'rganing.

E'tiboringiz uchun rahmat. (slayd 13)

Mavzu: Nisbiylikning maxsus nazariyasi. Nisbiylik nazariyasining postulatlari.

Eynshteynning nisbiylik nazariyasi -

bu inson tafakkurining Akropolidir.

Dars maqsadlari: Talabalarni maxsus nisbiylik nazariyasi bilan tanishtirish, asosiy tushunchalar bilan tanishtirish, SRTning asosiy qoidalari mazmunini ochib berish, SRT xulosalari va ularni tasdiqlovchi eksperimental faktlar bilan tanishtirish.

Dars rejasi:

Tashkiliy vaqt.

Sinov natijalarini sarhisob qilish

• Maxsus nisbiylik nazariyasi asoslarini - SRT postulatlarini o'rganish;
• jismoniy dunyoqarashni shakllantirish, olimlarning ilmiy kashfiyotlarni insoniyatga tatbiq etish oqibatlari uchun javobgarligi;
• fanga kognitiv qiziqishni rivojlantirish, mantiqiy fikrlash, tahlil qilish va ilmiy faktlarni taqqoslash qobiliyati.

Biz yashayotgan dunyo murakkab va xilma-xildir. Uzoq vaqt davomida inson atrofidagi dunyoni tushunishga intildi. Tadqiqotlar uch yo'nalishda olib borildi:

• Atrofdagi barcha moddalar hosil bo'lgan elementar komponentlarni qidiring.
• Moddaning elementar tarkibiy qismlarini bog'lovchi kuchlarni o'rganish.
• Ma'lum kuchlar ta'sirida zarrachalar harakatining tavsifi.

• Bir maktab tarafdorlari (Demokrit, Epikur) atomlar va atomlar harakatlanadigan bo'shliqdan boshqa hech narsa yo'qligini ta'kidladilar. Ular atomlarni abadiy va o'zgarmas, doimiy harakatda bo'lgan, shakli va o'lchami jihatidan farq qiladigan eng kichik bo'linmas zarralar deb hisoblashgan.
• Boshqa yo'nalish tarafdorlari mutlaqo teskari nuqtai nazarni qabul qilishdi. Ular materiyaning cheksiz bo'linishi mumkinligiga ishonishgan.

Zamonaviy ko'rinishlar

Moddaning kimyoviy xossalarini saqlaydigan eng kichik zarralari molekulalar va atomlardir. Atomlar, o'z navbatida, murakkab tuzilishga ega bo'lib, atom yadrosi va elektronlardan iborat. Atom yadrolari nuklonlar - neytronlar va protonlardan iborat. Nuklonlar, o'z navbatida, kvarklardan iborat.

Asr boshida yangi fizika - nisbiylik nazariyasi, kvant nazariyasi.

Tarixdan

Bir marta A. Eynshteyn o'zining formulalari va faktlari o'rtasidagi tafovutni ko'rsatganida, u shunday javob berdi: "Faktlar uchun bundan ham yomoni".

Jismlarning harakatini yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda tasvirlashda Nyuton mexanikasini almashtirgan nazariya. Past tezlikda SRT va Nyuton mexanikasi natijalari o'rtasidagi farqlar ahamiyatsiz bo'lib qoladi.

Maxsus nisbiylik nazariyasi 20-asr boshlarida G.A.Lorents, A.Puankare va A.Eynshteynlarning saʼy-harakatlari bilan ishlab chiqilgan.

A. Puankare

U efirga nisbatan harakatni asosan kuzatilmaydi, deb taklif qildi.

G. A. Lorenz

“Agar ma'lum bir asosiy taxminlar yordamida ko'plab elektromagnit hodisalar qat'iy, ya'ni tizimning harakatiga bog'liq bo'lmagan yuqori tartibli shartlarni e'tiborsiz qoldirmasdan ko'rsatilsa, ishlarning holati qoniqarli bo'lar edi. ... Tezlikka qo'yilgan yagona cheklov shundaki, u yorug'lik tezligidan kamroq bo'lishi kerak".

A. Eynshteyn

umumiy nisbiylik nazariyasini yaratuvchisi

Xizmat ko'rsatish stantsiyasining yaratilish tarixi

Aytishlaricha, Albert Eynshteyn bir zumda epifaniyaga uchragan. Olim go'yoki Bernda (Shveytsariya) tramvayda ketayotgan edi, ko'cha soatiga qaradi va birdan anglab etdiki, agar tramvay endi yorug'lik tezligiga tezlashsa, uning fikricha, bu soat to'xtaydi - va vaqt bo'lmaydi. Bu uni nisbiylikning markaziy postulatlaridan birini shakllantirishga olib keldi - turli kuzatuvchilar voqelikni turlicha idrok etadilar, shu jumladan masofa va vaqt kabi fundamental miqdorlar.

Xizmat ko'rsatish stantsiyasini yaratish

Eynshteyn har qanday jismoniy hodisa yoki hodisaning tavsifiga bog'liqligini tushundi mos yozuvlar tizimlari, kuzatuvchi joylashgan joyda.

Misol: agar tramvay yo'lovchisi, masalan, ko'zoynagini tashlab qo'ysa, u uchun ular vertikal ravishda pastga tushadi va ko'chada turgan piyoda uchun ko'zoynak parabolada tushadi, chunki ko'zoynak yiqilib tushayotganda tramvay harakatlanyapti. . Har bir insonning o'z ma'lumot doirasi bor.

Nisbiylik printsipi

doimiy tezlikda harakatlanuvchi barcha mos yozuvlar tizimlari uchun tabiat qonunlari bir xil.

Bir oz tarix

Galileo Galiley nisbiylik printsipining otasi hisoblanib, u yopiq fizik tizimda bo'lgan holda, bu tizim tinch yoki bir tekis harakatlanayotganligini aniqlash mumkin emasligiga e'tibor qaratdi.

Galileyning nisbiylik printsipi

Galiley o'zining "Dunyoning ikki tizimi bo'yicha dialoglar" kitobida nisbiylik tamoyilini quyidagicha ifodalagan: bir tekis harakat bilan olingan jismlar uchun bu ikkinchisi mavjud emasdek tuyuladi va o'z ta'sirini faqat harakatda ishtirok etmaydigan narsalarga ko'rsatadi. bu.

SRT postulatlari

Yorug'lik tezligi barcha inertial sanoq sistemalarida manba tezligiga bog'liq emas.

Maxsus nisbiylik nazariyasi

Yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda harakatlanayotganda yuzaga keladigan paradoksal va qarama-qarshi ta'sirlarning aksariyati nisbiylikning maxsus nazariyasi tomonidan bashorat qilinadi. Ulardan eng mashhuri soatni sekinlashtirish effekti yoki vaqtni kengaytirish effekti. Kuzatuvchiga nisbatan harakatlanuvchi soat uning qo'lidagi xuddi shu soatga qaraganda sekinroq ishlaydi.

Umumiy nisbiylik nazariyasi

Umumiy nisbiylik nazariyasi dunyoni to'rt o'lchovli qiladi: vaqt uchta fazoviy o'lchovga qo'shiladi. Barcha to'rt o'lchov bir-biridan ajralmasdir, shuning uchun biz endi uch o'lchovli dunyoda bo'lgani kabi ikki ob'ekt orasidagi fazoviy masofa haqida emas, balki ularning bir-biridan masofasini birlashtirgan hodisalar orasidagi fazo-vaqt oraliqlari haqida gapiramiz. vaqt va makonda.

Ilova

Umumiy nisbiylik fazoda kuzatilayotgan hodisalarni tushuntirishga yordam beradi.

Misollar: Merkuriyning statsionar orbitasidan kichik og'ishlari; uzoq yulduzlardan keladigan elektromagnit nurlanishning Quyoshga yaqin masofada o'tayotganda egilishi.

Nazariyaning xatolari

Demak, tan olishimiz kerakki, nisbiylik nazariyasi eksperimental tarzda isbotlanmagan va barcha deb atalmish dalillar va dalillar asosli e'tirozlarga sabab bo'ladi.

Misol: Eynshteyn bizga va'da qilganidek, vaqt sekinlashmasa, biz ularga hech qachon etib bormaganimizdek, o'zga sayyoraliklar ham bizga etib bormaydi. Ajoyib kosmik sayohatga chiqqan odam shahardagi kvartirada eskirgan egizak akasi bilan bir xil darajada qariydi. .

dunyo... ko‘zga ko‘rinmas yupqa, tebranuvchi iplardan iborat. Elementar zarrachalarning ko'rinishi ularning tebranishlarining tabiatiga bog'liq (kvant fizikasiga zid)

Matematik nuqtai nazardan qaraganda, nisbiylik nazariyasi, aslida, benuqson qurilgan. Biz undagi "xato" ni endigina tushunamiz: bu nazariyaning haqiqatga hech qanday aloqasi yo'q. Buning sababi Eynshteyn tafakkurining o'ziga xos xususiyatlaridadir. Uning uchun koinot sof kinematika olamidek tuyulardi. U taklif qilgan formulalar faqat jismlar harakatining o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan.

• Eynshteyn - fotokimyoda ishlatiladigan energiya birligi.
• element No 99 Mendeleyevning elementlar davriy sistemasidagi Eynshteyn.
• asteroid 2001 Eynshteyn.
• Oydagi krater.
• Eynshteyn xochi kvazari.
• A. Eynshteyn Tinchlik mukofoti.
• dunyo bo'ylab shaharlarning ko'plab ko'chalari.

• Klassik nisbiylik printsipini ayting. U nimani da'vo qilmoqda?
• Klassik fizikada sabab-oqibat munosabatlari haqida nima deyish mumkin?
• Nima uchun klassik mexanikaga efir kerak edi?
• Optik hodisalarni kuzatish efirning xossalarida nimani aniqladi?
• Albert Eynshteyn efir muammosi boshi berk ko'chadan qanday chiqish yo'lini topdi?

1. Quyidagi mulohazalardan qaysi biri nisbiylik nazariyasi postulatlariga mos keladi:

• 1 - tabiatning barcha jarayonlari har qanday inertial sanoq sistemasida bir xilda boradi;
• 2 - vakuumdagi yorug'lik tezligi barcha mos yozuvlar tizimlarida bir xil;
• 3 - tabiatning barcha jarayonlari nisbiy bo'lib, har xil ma'lumot doiralarida turlicha boradi?
• A. Faqat 1 B. Faqat 2 IN. Faqat 3 G. 1 va 2 D. 1 va 3 E. 2 va 3 VA. 1, 2 va 3.

2. Hodisalarning bir vaqtdaligi tushunchasi: A. Mutlaq bo'lmagan

B. Mutlaq

3. Kosmik kemaning tezligi 0 dan 0,5 gacha oshdi Bilan . Yer bilan bog'langan mos yozuvlar tizimidagi kuzatuvchi uchun tananing massasi va impulsi qanday o'zgargan?

A. O'zgarmaydi B. Kamayadi IN. Oshadi

• 0,5 g massani energiyaga to‘liq aylantirganda energiya yordamida qanday massani 50 m balandlikka ko‘tarish mumkin?
• Birinchi kosmik kema Yerdan V tezlikda uchadi 1 = 0,68 Bilan . Ikkinchi kosmik kema birinchi kosmik kemadan V tezlik bilan xuddi shu yo'nalishda boshlanadi 2 = 0,86 Bilan . Ikkinchi kosmik kemaning Yerga nisbatan tezligini hisoblang.