Релятивістський закон додавання швидкостей
Як узгодити твердження про незалежність швидкості світла від руху джерела з алгебраїчним додаванням звичайних швидкостей у механіці? Ейнштейн показав, що звичайна формула механіки для додавання швидкостей невірна й має бути змінена. Релятивістський закон додавання швидкостей має вигляд:
Якщо 
<< с, ця формула переходить у відому формулу перетворення Галілея для швидкості. Дійсно, якщо << с, то 
і 
Якщо одна зі швидкостей дорівнює швидкості світла, наприклад ≈ с, то
Цей результат демонструє той факт, що рух системи відліку не впливає на швидкість поширення світла в ній. Величина с відіграє роль гранично великої швидкості для будь-яких тіл або матеріальних сигналів.
3. Відносність одночасності
До початку XX ст. ніхто не сумнівався в тому, що час є абсолютним. Дві події, одночасні для жителів Землі, є одночасними для жителів будь-якої космічної цивілізації. Створення теорії відносності показало, що це не так.
Звернемося до уявного експерименту. Нехай прямолінійною ділянкою шляху рухається вагон завдовжки 6 600 000 км зі швидкістю 250 000 км/с. Припустімо, що в деякий момент у середині вагона загорілася лампочка. Спостерігач, який перебуває у вагоні, побачить, що світло дійде до передньої та задньої його стінок одночасно. Час поширення світла:
де s — половина довжини вагона; с — швидкість світла:
Для спостерігача, який стоїть на платформі, швидкість поширення світла буде однаковою в усіх напрямах, але вагон відносно нього рухається. Світло, що поширювалося в напрямі руху вагона, наздоганяє його, тому світло пройде до зустрічі з передньою стінкою вагона шлях l1 = s+ t1, де t1 — час поширення світла від джерела до передньої стінки вагона, а l1 = ct1. Звідси:
|
|
|
Світло, що поширюється проти напряму руху вагона, пройде до зустрічі з його задньою стінкою шлях l2 = s + t2, де t2 — час поширення світла до задньої стінки вагона. Звідси:
Отже, з погляду спостерігача, який стоїть на платформі, світло дійде до передньої та задньої стінок вагона не одночасно: до задньої стінки він дійде на 60 с швидше, ніж до передньої. Отже,
Ø дві події, одночасні в одній інерціальній системі відліку, не є одночасними в інший інерціальній системі відліку.
Одночасність — не абсолютна характеристика явищ. Різні спостерігачі можуть мати різні уявлення про одночасність подій.
Ейнштейн показав, що для кожної системи відліку, що рухається рівномірно й прямолінійно відносно іншої системи відліку, існує свій власний час.
Чому ж відносність одночасності подій практично неможливо спостерігати в повсякденному житті? Уявити собі це наочно, «відчути», ми не можемо через те, що швидкість світла набагато більша за ті швидкості, з якими рухаємося ми. Одночасність може виявитися лише в процесі порівняння подій, розглянутих у системах відліку, які рухаються відносно одна одної зі швидкістю, що можна порівняти зі швидкістю світла.
|
|
|
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 359; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!