|
1. Положения специальной теории относительности
Скорость света является предельной скоростью распространения мате-риальных воздействий. Она не может складываться ни с какой скоростью и для всех инерциальных систем оказывается постоянной. Все движущиеся те-ла на Земле по отношению к скорости света имеют скорость, равную нулю.
Из двух принципов — постоянства скорости света и расширенного принципа относительности Галилея — математически следуют все положе-ния специальной теории относительности (СТО). Если скорость света посто-янна для всех инерциальных систем, а они все равноправны, то физические величины длины тела, промежутка времени, массы для разных систем отсче-та будут различными. Так, длина тела в движущейся системе будет наи-меньшей по отношению к покоящейся.
Для промежутка же времени, длительности какого-либо процесса — наоборот. Время будет как бы растягиваться, течь медленнее в движущейся системе по отношению к неподвижной, в которой этот процесс будет более быстрым.
Еще раз подчеркнем, что эффекты специальной теории относительно-сти будут обнаруживаться при скоростях, близких к световым. При скоро-стях значительно меньше скорости света формулы СТО переходят в форму-лы классической механики.
2. Теория относительности А. Энштейна
Эйнштейн попытался наглядно показать, как происходит замедление течения времени в движущейся системе по отношению к неподвижной. Представим себе железнодорожную платформу, мимо которой проходит по-езд со скоростью, близкой к скорости света.
Рис. 1.
В точке А1 на платформе находится наблюдатель N1 (или прибор, фик-сирующий эксперимент). На полу вагона в точке А размещен фонарик. Когда происходит совмещение точки А в вагоне с точкой А1 на платформе, фонарик включается, появляется луч света. Так как скорость его конечная, хотя и большая, то для того чтобы достигнуть потолка вагона, где расположено зер-кало, и отразиться обратно, необходимо, время, за которое поезд уйдет впе-ред.
Для наблюдателя в вагоне луч света пройдет путь 2АВ, а для наблюда-теля на платформе — 2АС. Как видно из рисунка, чем больше скорость поез-да, тем длиннее линия АС. Очевидно, что 2АС > 2АВ. Это как раз и говорит о замедлении течения времени внутри движущейся системы по отношению к неподвижной.
Необходимо подчеркнуть, что именно в отношении определенных про-странственных координат изменяются отрезки длин и промежутки времени. Наблюдатель, находящийся внутри вагона, по своим часам, скажем, ждет полчаса. А по часам наблюдателя на платформе проходит значительно боль-ше времени. Если, например, длина космического корабля в полете уменьша-ется в два раза с точки зрения наблюдателя на Земле, то при возвращении на Землю корабль сбавляет скорость и его длина становится такой, как и была при отлете.
Время же необратимо. Отсюда известны
|
На уровень вверх
Купить