ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выводы из формул преобразования теории относительности из "Оптика " Из формул преобразования Эйнштейна—Лорентца, составляющих существенную часть теории относительности, вытекает ряд следствий, придающих такое своеобразие выводам этой теории. [c.459] Другими словами, в системе К эти события оказываются неодновременными, оставаясь также и пространственно разобщенными. [c.460] Другими словами, в системе К, относительно которой движется масштаб, длина его окажется меньше, чем в системе К, относительно которой масштаб неподвижен. Этот вывод аналогичен допущению Лорентца—Фицджеральда, но получается как следствие общих формул, а не является специальной гипотезой. [c.460] Вывод о сокращении масштабов находит, таким образом, свое непосредственное подтверждение в опыте Маккельсона. [c.460] Найденное соотношение между тих показывает, что процессы в системе отсчета, относительно которой перемещается изменяющийся механизм, протекают медленнее, чем в той, относительно которой этот механизм покоится. В частности, такой механизм можно использовать в качестве часов, и, следовательно, наш вывод гласит, что ход часов замедляется в системе отсчета, от1 осительно которой часы движутся. И этот вывод теории относительности находит непосредственное опытное подтверждение. Исследования космических лучей установили наличие в их составе так называемых р-мезонов — элементарных частиц с массой, примерно в 200 раз превышающей массу электрона. Частицы эти нестабильны, они самопроизвольно распадаются подобно атомам радиоактивных веществ. Измерения дают для среднего времени жизни р-мезонов значение Хо = 2,15-10 с. Но мезоны движутся со скоростью, близкой к скорости света. Поэтому за время своей жизни они проходили бы в среднем путь цхо, равный примерно 3-10 -2,15-10 л 600 м. Между тем опыт показывает, что мезоны успевают пройти без распада в среднем гораздо большие пути. Противоречие разрешается с помощью формул теории относительности. Время Хо = = 2,15-10 с относится к покоящемуся (или медленно движущемуся) мезону, заторможенному каким-либо плотным веществом, составляющим часть установки, применяемой для измерения продолжительности среднего времени жизни мезона. Наблюдение же над летящим мезоном производится с помощью приборов, относительно которых мезон движется с большой скоростью. По отношению к системе отсчета, связанной с этими приборами, среднее время жизни мезона есть х= х,,/)/1 — 6. Так как для мезона Р близко к единице, то х значительно превосходит Хц. Поэтому средний путь т, проходимый мезоном в нашей системе отсчета, должен быть значительно больше 600 м, что находится в согласии с данными прямого опыта. [c.461] Формулы преобразования как масштабов, так и времен указывают, что р не может быть больше единицы, т. е. скорость системы не может превосходить скорость света с. [c.461] Таким образом, скорость результирующего движения и отличается от простой алгебраической суммы скоростей и и V. В частности, если складывающиеся скорости и и V сколь угодно близки к скорости света с, но, конечно, не превосходят ее, то результирующая скорость также будет меньше с. Если и = с, то, как легко видеть, и = с, т. е. скорость света в вакууме не зависит от скорости движения системы в согласии со вторым постулатом теории относительности. [c.462] И действительно, принимая во внимание формулы преобразования теории относительности (132.1), мы получим две идентичные формулы, независимо от того, будем ли мы рассматривать движение источника относительно прибора или наоборот. Предположим, например, что прибор В расположен в системе К, а источник S связан с движущейся относительно прибора вдоль оси х системой К, причем прибор и источник расположены на линии движения. [c.463] При ф = о получим соотношение (133.3.) При ф = я/2 найдем у = УоУ 1 —Таким образом, согласно теории относительности эффект Допплера должен иметь место и в том случае, когда направление распространения света перпендикулярно к направлению движения поперечный эффект Допплера). [c.465] ЭТИХ компонент смещение В одну И ту же сторону, а именно в красную (— 6v). [c.466] Заключение. Мы привели ряд отдельных фактов, являющихся экспериментальным подтверждением различных выводов теории относительности. Факты были выбраны так, чтобы возможно нагляднее проиллюстрировать справедливость того или иного положения. Но, конечно, все эти отдельные положения связаны в единое целое. Поэтому совокупность указанных фактов, равно как и огромное количество других, является тем арсеналом экспериментальных аргументов, который заставляет нас признать справедливость и плодотворность теории относительности. [c.466] Отметим, наконец, что разнообразные выводы теории относительности приводят к заключению о невозможности распространения какого-либо воздействия или сигнала со скоростью, большей скорости света в вакууме с. В кажущемся противоречии с этим заключением стоит тот факт, что в диспергирующей среде показатель преломления п может быть меньше единицы, так что фазовая скорость с будет больше скорости с. Однако надо иметь в виду, что фазовая скорость не может определять скорость передачи сигнала или действия, ибо она характеризует бесконечную синусоиду, все части которой идентичны. Вызвав какое-либо искажение на синусоиде, мы могли бы сигнализировать, но тем самым будет нарушена монохроматичность, и сигнал будет распространяться не со скоростью фазы, а с так называемой скоростью сигнала, которая меньше с (ср. 125). [c.466] Вернуться к основной статье