Презентация "Основы теории относительности" по физике – проект, доклад

Теория относительности

Выполнила: Юдакова Мария, ВДЦ «Океан», 11 «А»класс, смена «Открытый урок - 2004». Красноярский край

5klass.net

Содержание

Несостоятельность теории Галилея Теории учёных Постулаты теории относительности А.Эйнштейна Релятивистский закон сложения скоростей Относительность расстояний Относительность одновременности Относительность промежутков времени Зависимость массы от скорости Связь между массой и энергией Масса элементарных частиц Релятивистский импульс тела Значение теории относительности

Несостоятельность теории Галилея

Принцип относительности классической механики, установленный Г.Галилеем, утверждает, что все инерциальные системы отсчёта в механике равноправны. Поэтому равномерное и прямолинейное движение системы отсчёта не оказывает никакого влияния на ход механических процессов, протекающих в этой системе.

Теории учёных

1. Х. Лоренц объявил несостоятельным принцип относительности в применении к электромагнитным явлениям. 2. Г.Герц считал неправильным уравнения Максвелла и пытался изменить их таким образом, чтобы они при переходе от одной инерциальной системы к другой не менялись. 3. А.Эйнштейн отказывался от классических представлений о пространстве и времени. Считал, что нужно изменить законы механики, а не законы электродинамики Максвелла.

Герц Генрих Рудольф (1857—1894)

Эйнштейн Альберт (1879—1955)

Теория относительности А. Эйнштейна

Первый постулат: Принцип относительности - главный постулат теории относительности Эйнштейна – «все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта». Второй постулат: «Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчёта. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника светового сигнала».

Релятивистский закон сложения скоростей

Вывод: из релятивистского закона сложения скоростей следует, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и является одновременно величиной постоянной и предельной: ничто не может двигаться быстрее скорости света в вакууме.

Справедливость формулы подтверждена тем, что все вытекающие из неё следствия были проверены экспериментально. Если v

Относительность расстояний

Вывод:L

Расстояние не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной системы отсчёта. L-длина стержня в системе отсчёта К, относительно которой стержень покоится. L1-длина стержня в системе отсчёта К1 , относительно которой стержень движется со скоростью V.

Относительность одновременности

Одновременность пространственно разделённых событий относительна. Причиной относительности одновременности является конечность скорости распространения сигналов. Свет одновременно достигает точек сферической поверхности с центром в точке О только с точки зрения наблюдателя, находящегося в покое относительно системы К. С точки зрения наблюдателя, связанного с системой К1 свет достигает этих точек в разные моменты времени.

Часы на носу корабля удаляются от того места, где произошла вспышка света источника, и чтобы достигнуть часов А, свет должен преодолеть расстояние, большее половины длины корабля.

Относительность промежутков времени

- интервал времени между двумя событиями, происходящими в одной и той же точке инерциональной системы. - интервал между этими событиями в системе отсчёта К1 , движущейся относительно системы К со скоростью V.

Вывод: В этом состоит релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчёта.

Зависимость массы от скорости

- масса покоящегося тела. - масса того же тела, но двигающегося со скоростью V. Зависимость массы от скорости можно найти, исходя из предположения, что закон сохранения импульса справедлив и при новых представлениях о пространстве и времени.

Вывод: V>0, m>0 При увеличении скорости тела его масса не остается постоянной, а растёт.

Связь между массой и энергией

Энергия и масса – это две взаимосвязанные характеристики любого физического объекта. Энергия тела или системы тел равна массе, умноженной на квадрат скорости света. Любое тело уже только благодаря факту своего существования обладает энергией, которая пропорциональна массе покоя

При превращениях элементарных частиц энергия покоя целиком превращается в кинетическую энергию вновь образовавшихся частиц.

Масса элементарных частиц

Масса тела увеличивается при его нагревании и уменьшается при его охлаждении. Однако в обычных макроскопических процессах, с которыми мы имеем дело в жизни и технике, изменения массы, обусловленные изменением энергии тел, чрезвычайно малы. Наиболее важную роль закон взаимосвязи массы и энергии играет в ядерной физике, где он является незаменимым средством расчёта той энергии, которая выделяется при ядерных реакциях.

Важнейшая зависимость теории относительности, без которой невозможно обойтись в физике элементарных частиц, выражающая универсальную связь между энергией, импульсом и массой любой частицы.

Релятивистский импульс тела

По мере увеличения скорости движения масса тела, определяющая его инертные свойства, увеличивается. Необходимость пользоваться релятивистским уравнением движения при расчёте ускорителей заряженных частиц, означает, что теория относительности в наше время стала инженерной наукой.

Значение теории относительности

Теория относительности Эйнштейна является завершением классической физики. Её истинность подтверждена многочисленными экспериментами, а также тем, что при небольших скоростях движения её законы и соотношения «автоматически» переходят в соотношения и законы ньютоновской механики. Область применения механики Ньютона – это область малых (по сравнению со скоростью света) скоростей, а область применения теории относительности расширяется до скоростей, близких к скорости света.