Синхронизация часов

Синхронизация часов. Прежде чем делать какие-либо выводы из этих постулатов, Эйнштейн тщательно проанализировал представления о способах измерения пространства и времени. В первую очередь он обратил внимание на то, что физической реальностью обладает не точка пространства и не момент времени, когда что-либо произошло, а только само событие. Для описания [c.178]

Если бы в нашем распоряжении имелись мгновенно распространяющиеся сигналы, то события, одновременные в одной системе отсчета, были бы одновременными и в любой другой системе. Это непосредственно следует из только что рассмотренного примера. В этом случае течение времени не зависело бы от системы отсчета и можно было бы говорить об абсолютном времени, которое фигурирует в преобразованиях Галилея. Таким образом, преобразования Галилея, по существу, исходят из предположения, что синхронизация часов осуществляется с помощью мгновенно распространяющихся сигналов. Однако таких сигналов в действительности нет. [c.181]

Это совершенно общее положение осуществляется, конечно, и в классической механике, опирающейся на преобразования Галилея. Преобразования Галилея, устанавливающие связь между координатами и временами в разных системах отсчета, двигающихся друг относительно друга, исходят из допущения, что времена в различных системах отсчета совпадают между собой, т. е. что 1=1. Это означает, что синхронизация часов в теории Галилея предполагается осуществленной путем установления связи между пунктами, где расположены синхронизируемые часы, с помощью сигналов, распространяющихся с бесконечной скоростью. Если такой сигнал выходит из Л в момент (по часам А) и часы в В в момент прихода туда бесконечно быстрого сигнала показывают /д, то синхронизация часов обеспечена, если /д == 1а. [c.456]

Привычность преобразований Галилея, которыми в физике и механике пользовались в течение нескольких столетий, привела к тому, что преобразования эти казались вполне естественными и свободными от каких-либо допущений. В действительности же, как мы видим, эти преобразования покоятся на вполне определенном допущении относительно приема синхронизации часов, а именно, на допущении о возможности осуществить такую синхронизацию с помощью бесконечно быстрых сигналов. Именно с бесконечной скоростью синхронизирующего сигнала и связано то обстоятельство, что понятие одновременности в классической механике имеет абсолютный смысл, т. е. события, одновременные в какой-либо одной системе отсчета, оказываются одновременными и во всех остальных. [c.456]

Хотя формулы (132.1) на первый взгляд радикально отличаются от формул Галилея, однако последние можно получить из них, если положить с = <х>. Но, как мы видели, в основе формул Галилея лежит допущение, что синхронизация часов делается с помощью сигналов, имеющих бесконечно большую скорость. Отсюда вытекает, что величина с в формулах (132.1) играет роль скорости тех сигналов, которые использованы для синхронизации часов. Если она бесконечно велика, то получаются преобразования Галилея. Если же эта скорость есть скорость света, то получаются формулы преобразования теории относительности. [c.457]

Таким образом, в основе формул преобразования теории относительности лежит допущение о синхронизации часов с помощью световых сигналов. [c.457]

В действительности оба эксперимента существенно различаются. В первом из них на часы В действует сила, заставляющая их изменять свою скорость, а на часы А сила не действует. Во втором эксперименте положение обратное часы В свободны от воздействия силы, а часы А это воздействие испытывают. Физические условия, в которых находятся различные часы, в обоих экспериментах различны и приводят к разным следствиям в отношении показаний часов. Специальная теория относительности, имеющая дело с прямолинейным и равномерным движением, не дает объяснения действия ускорения на ход часов — это объяснение может быть дано лишь в рамках общей теории относительности. Выводы, к которым приводит преобразование Лоренца, находят ясное объяснение в постулатах Эйнштейна. Физически все основано на том, что скорость света не бесконечна, а измерение длин и синхронизация часов в движущихся относительно друг друга системах в принципе могут производиться только с помощью световых сигналов. [c.457]

Синхронизация хода часов осуществляется, конечно, и в классической механике, опирающейся на преобразования Галилея, которые допускают, что время в различных системах отсчета совпадает, т. е. / = /. Это означает, что синхронизация часов, расположенных в разных точках системы, в классической механике осуществляется с помощью сигнала, распространяющегося с бесконечной скоростью. Именно это обстоятельство и является причиной того, что понятие одновременности в классической механике имеет абсолютный смысл, т. е. события, одновременные в какой-либо системе отсчета, оказываются одновременными и во всех остальных системах. [c.213]

Преобразования Галилея можно получить из формул Лоренца, если положить с = оо. Но, как уже отмечалось, в основе формул Галилея лежит допущение, что синхронизация часов производится с помощью сигналов, имеющих бесконечно большую скорость. Из этого обстоятельства вытекает, что в формулах (31.9) величина с играет роль скорости тех сигналов, с помощью которых осуществляется синхронизация хода часов в разных системах отсчета. В преобразованиях Лоренца этой скоростью является скорость света. [c.215]

Однако для синхронизации часов между собой после транспортировки световые сигналы принципиально необходимы. Таким образом, для того чтобы обеспечить описание движения тел, т. е. описание положения тел в определенные моменты времени, помимо линеек, необходимы не только часы, но и источники световых сигналов (с соответствующими приспособлениями для регистрации моментов отправления и прихода сигналов). Линейки, часы и источники световых сигналов составляют комплект основных инструментов , которые обеспечивают получение данных, необходимых при пространственно-временном описании движений. [c.35]

Такой метод измерения скорости света принципиально является наиболее безупречным, однако практически он не может обеспечить достаточно высокой точности. Поэтому обычно применяется метод измерения скорости света по времени прохождения светового сигнала от источника до зеркала и обратно. Тогда время, в течение которого световой сигнал проходит путь туда и обратно, измеряется только в одном месте, в чем и заключается практическое преимущество этого метода ). Однако в этом методе дополнительно используется предположение, что скорость света одинакова в двух направлениях. Правда, мы этим предположением уже пользовались для синхронизации часов. Но в самом методе измерения скорости света при помощи двух синхронизованных часов никаких предположений не делается, и в этом заключается принципиальное преимущество метода. [c.36]

Как было отмечено, под системой отсчета обычно понимают не только тела отсчета и связанную с ними систему координат, но и совокупность тех инструментов, с помощью которых определяются координаты движущейся точки и моменты прохождения движущейся точки через данную точку системы координат, т. е. линейки, часы, источники сигналов для синхронизации часов и т. д. Напомним, что при этом должны соблюдаться условия применения этих инструментов, сформулированные н конце 7. [c.66]

Кроме того, на ход часов может влиять не только равномерное движение при их переносе, но и неизбежное ускорение в начале и конце переноса, без которого часы не могут ни начать двигаться, ни остановиться. О том, как влияет ускорение на ход часов, мы вообще ничего не можем сказать, так как рассмотрение, которое привело нас к эффекту замедления хода часов, относилось только к равномерному движению. Именно эти обстоятельства — влияние скоростей, а может быть и ускорений, на ход часов — и вызывают необходимость синхронизации часов при помощи световых сигналов после каждого перемещения часов из точки, в которой они были синхронизованы, в другую точку данной системы координат или передачи часов в другую систему координат. Для того чтобы не возникала необходимость в повторной синхронизации часов, нужно все часы, расставленные в разных точках данной системы координат, после синхронизации больше не перемещать из этих точек. [c.266]

Для наглядного представления изменения времени часто прибегают к следующему приему. Предположим, что в каждой системе отсчета установлены достаточно близко друг к другу одинаковые часы, отмечающие время. С помощью световых сигналов часы в каждой системе синхронизированы, идут синхронно. Синхронизацию часов устанавливают таким путем. Расстояние между двумя часами делят пополам и в этой точке производят вспышку света. Если приход света совпадает с одинаковыми показаниями часов то следовательно, они идут синхронно. Очевидно что если часы а идут синхронно с часа ми 6, а часы Ь идут синхронно с часами с [c.518]

Для устранения противоречия следовало бы оговорить синхронизацию часов во всех точках пространства. Однако описание процедуры синхронизации вносит серьезные осложнения в формальную аксиоматическую конструкцию классической механики. [c.265]

Измерительная процедура (синхронизация часов, измерение отрезков и т. д.) должна остаться той же, что и при отсутствии сверхсветовых сигналов. Сам факт появления таких сигналов отнюдь не делает непригодной старую процедуру, использующую сигнал, движущийся со скоростью у . Более того, использование сигнала, движущегося с иной скоростью, например г ах > неизбежно привело бы к незамкнутой процедуре, так как потребовались бы дополнительные сведения об изменении самой этой скорости при переходе к другой системе отсчета. [c.25]

Существует несколько способов синхронизации часов в точках А и В. [c.29]

Такин образом, во всех методах синхронизации часов встречаются одни и те же трудности. Понятие одновременности двух событий в разных местах не имеет, очевидно, точного объективного смысла, поскольку не существует экспериментальных методов, устанавливающих эту одновременность. Это справедливо и при исследовании понятия скорости. Как подчеркивал Эйнштейн, необходимо сначала точно определить понятие одновременности. Но при этом мы обладаем некоторой свободой, и, как увидим далее, можно воспользоваться таким определением понятия одновременности, чтобы скорость света равнялась с во всех инерциальных системах отсчета. [c.30]

Предположим, что мы находимся в некоторой инерциальной системе отсчета /, и в нашем распоряжении имеется большое количество стандартных часов, которые отсчитывают одинаковое время, если покоятся в одном и том же месте. Разместим эти часы в системе / везде, где нужно измерять время. Для синхронизации часов используем световые сигналы, поскольку законы распространения света достаточно хорошо известны из экспериментов. [c.30]

Сигнал, испущенный из точки О в момент времени х пах сек позже синхронизирующего сигнала), прибудет в точку Р, когда часы в Р покажут время io -f IJ + т, т. е. также на т сек позже. Это значит, что метод синхронизации часов не зависит от времени регулировки. [c.30]

Для этого представим, что в каждой точке отсчета системы Я расставлены неподвижные относительно этих точек стандартные часы, т. е. так же, как и в случае инерциальной системы /, который рассматривался в 2.2. В том случае все стандартные часы можно было синхронизовать с помощью световых сигналов, испущенных из произвольно выбранного центра синхронизации. Было показано, что такая синхронизация часов в I удовлетворяет двум специальным условиям она не зависит от времени ее проведения и от выбора центра синхронизации. Однако если подобный метод применить в произвольной системе отсчета Я, то эти условия уже не будут выполняться, т. е. нельзя найти однозначный способ синхронизации покоящихся в Я стандартных часов. Тем не менее, эти часы можно использовать для измерения стандартных временных промежутков (й следующим образом. [c.270]

Эйнштейн предложил устанавливать синхронизацию пространственно разделенных часов с помощью световых сигналов в вакууме. Пока синхронизация часов не установлена, не имеет смысла говорить о скорости в любом определенном направлении. Имеет смысл говорить лишь о средней скорости света в двух прямо противоположных направлениях, так как эту величину можно измерить с помощью только одних часов. Для этого из неподвижной точки А в момент времени пошлем световой сигнал к неподвижному зеркалу, установленному на расстоянии I от А. Пусть отраженный сигнал вернется, в /1 в момент it. Время отсчитывается по одним и тем же часам, так что никакой синхронизации не требуется. Разделив пройденное расстояние 21 на затраченное время [c.633]

Сформулируем теперь окончательно правило Эйнштейна синхронизации часов. Пусть в неподвижных точках А и В (рис. 326) установлены одинаковые часы. Из точки А в момент tf по часам А пошлем световой сигнал к зеркалу, установленному в точке В. Пусть отраженный сигнал возвращается в А в момент по часам А). В момент прихода сигнала в В поставим на часах в В время ( -1- / ). [c.634]

Согласно эйнштейновскому правилу синхронизации часов сигнал, посланный из О в момент и возвратившийся обратно в момент отражается в точке О в момент времени [c.637]

Так как при наличии гравитационного поля темп хода даже тождественных часов в разных точках пространства разный, то теряет смысл тот способ синхронизации часов и установления одновременности пространственно разделенных событий, который применялся в инерциальных системах отсчета, т. е. при отсутствии гравитационного поля. При наличии гравитационного поля сох -няет смысл лишь местное время, устанавливаемое по тождественным часам в каждой точке пространства. Следует говорить не о синхронизации пространственно разделенных часов, а только о сравнении темпа их хода, как это описано выше. [c.664]

Однако из-за изотропии пространства скорость света не может зависеть от направления распространения сигнала, т. е. оба опыта должны (при правильной синхронизации часов в разных местах ) дать один и тот же результат,, т. е. должно быть [c.149]

О синхронизации часов в различных системах см. ниже ч. I, 1, ч. II, 1. [c.12]

Свойства времени и возможность синхронизации часов сигналами, мгновенно покрывающими расстояния (с бесконечно большой скоростью), в классической механике постулируются. [c.33]

Если в классической механике полагали, что скорость синхронизирующих часы сигналов бесконечно велика, то теперь это неправомерно, ведь утверждается наличие предельной скорости, что и должно быть принято в расчет при синхронизации часов. Часы в обеих системах синхронизированы с помощью сигналов, распространяющихся с конечной скоростью с по сигналу времени / = О в системе К [c.251]

Если бы существовали бесконечно быстрые сигналы, то их можно было бы использовать для регулировки часов и преобразовывать время тождественно. Но бесконечно быстрых сигналов в природе нет, и осуществить такую синхронизацию часов невозможно. Однако в подавляющем большинстве случаев, с которыми сталкивается механи-у [c.254]

Механическое движение происходит во времени. Для того чтобы определить моменты времени, которым соответствуют различные положения движуш,егося тела (или материальной точки), система отсчета должна быть снабжена часами, отсчитывающими промежутки времени от произвольно выбираемого начального момента времени. Время всегда изменяется от прошлого к будущему. О синхронизации часов см. У.4.4.3°. [c.12]

Одновременность событий. Синхронизация часов [c.395]

В конце предыдущего параграфа было отмечено, что в основе преобразований Галилея лежит допущение о сцнхроипзации часов с помощью мгновенно распространяющихся сигналов. Из этого обстоятельства вытекает, что величина с в преобразованиях Лоренца играет роль скорости тех сигналов, которые используют для синхронизации часов. Если эта скорость бесконечно велика, то получаются преобразования Галилея если же она равна скорости света, то — преобразования Лоренца. Таким образом, в основе преобразовании Лоренца лежит до- [c.192]

В этом неправильном рассуждении игнорировалась необходимость синхронизации часов в двух исследуе.мых системах. Как уже указывалось, / t и на опыте всегда наблюдается одна с([)ерическая волна. Для того чтобы сферическая нолна оставалась с( )ерической при переходе от одной системы к друго11, долл<нь1 соблюдаться сс отно-шения [c.375]

Чтобы избежать всех этих осложнений, мы сначала будем пользоваться только одной определенной системой отсчета (как сказано выше, выбор этой системы отсчета будет сделан в динамике) и будем производить все измерения при помощи неподвижных отностельно этой системы отсчета основных инструментов — линеек, часов и источников световых сигналов. Тем самым мы избавляемся от необходимости учитывать влияние движения па показания этих инструментов (влияние движения на ход часов при их транспортировке, а не при измерениях, как мы видели, ио лючается путем синхронизации часов с помощью световых сигналов после транспортировки). Что же касается неподвижных инструментов, то о сверке между собой линеек и часов уже было сказано, и остается рассмотреть только вопрос о сопоставлении показаний неподвижных источников световых сигналов. [c.36]

Так же как на опыте мы убеждаемся, что при измерении длины достаточно жесткие (например, стальные) линейки удовлетворяют требованиям повторяемости, однозначности, транзитивности и т. д., опыт показы вает, что световые снгкалы обеспечивают выполнение аналогичных требований при синхронизации часов. [c.37]

Как было показано в предыдущем параграфе, если мы в каждой инерцнальной системе координат пользуемся неподвижными линейками и часами и применяем указанные выше методы синхронизации часов, то переход от координат х, у, z н времени t, описывающих событие в системе К, к координатам х, у, г и времени t, описывающим то же событие в системе К, выражается преобразованиями Лорентца. В простейшем случае, когда оси х и х совпадают, а оси у и у, г и г параллельны друг другу и система К движется относительно вдоль оси X со скоростью V, преобразования Лорентца для перехода от системы К к системе К имеют вид (9.39). Преобразования же, соответствующие обратному переходу от К к К, имеют вид (9.40). Из преобразований Лорентца вытекают формулы преобразования скоростей и ускорений при переходе от одной системы координат к другой. Чтобы написать формулы преобразования скоростей, нужно найти соотношения между бесконечно малыми приращениями координат и времени в двух системах К К Так, например, для того чтобы от скорости и в системе К перейти к скорости и в системе К, нужно продифференцировать выражения (9.40) [c.282]

Области пространства-времени, где справедлива частная О. т., характеризуются тем, что в них могут быть введены локально инерциальные системы отснёта (и. с. о.), в к-рых свободные от внеш. воздействий точечные тела и импульсы света движутся прямолинейно и равномерно. В реальной Вселенной гравитац. ноля глобально не устранимы и присутствуют всюду. При наличии таких полей условия, требуемые для введения и. с. о., не выполняются, в частности ни точечные тела, ни импульсы света не движутся прямолинейно. Однако в тех областях, где эти поля однородны, можно, в силу эквивалентности принципа, ввести падающие свободно и без вращения системы отсчёта, в к-рых эти поля исчезают. Такие системы отсчёта и являются инерциальны.ми. Любая система отсчёта, движущаяся равномерно и без вращения относительно данной и. с. о., также является инерциальной. В и. с. о. справедлива евклидова геометрия для пространства. Утверждение о равномерности движения предполагает определённый выбор синхронизации часов в разных точках и. с. о. (см. ниже). [c.494]

Для полного задания системы отсчёта аеобходи.чо определить метод сравнения времён событий, происходящих в разных местах. Опыт показывает, что в и. с. о. пространство изотропно никаким опытом нельзя выделить физически предпочтительное направление. Естественно выбрать такую синхронизацию часов, находящихся в разных точках А, В, чтобы не нарушалась эта изотропия. Стандартное определение в частной О. т. таково. Пусть в момент из точки А в точку В посылается сигнал (световой импульс, акустич. импульс в среде, находящейся в данной и. с. о., выстрел и т. д.). После прибытия сигнала в В идентичный сигнал посылается из S в 4, где принимается в момент времени Тогда, по определению, время прибытия сигнала в В есть г = (i -f fj)/2 иначе говоря, предполагается, что времена распространения сигнала из А п В и из Д в, 4 одинаковы. Два события считаются одновременными (синхронными) в данной и. с. о., если времена t для них совпадают. Приведённые определения задают в данной и. с, о. L пространственно-временную координату X, у, г, Л Хотя в действительности область, охватываемая данно) и. с. о. L, конечна, удобно допустить идеализиров. ситуацию и предполагать, что все перечисл. переменные меняются от —оо до -Н со. [c.494]

Теория относительности Эйнштейна была создана как электродинамика движущихся тел, в основу к-рои были положены новый принцип относительности (относительность обобщалась с механич. явлений на явления эл.-магн. и оптические) и принцип постоянства и предельности скорости света с в пустоте, не зависящей от состояния движения излучающего тепа. Эйнштейн показал, что операцповальные приёмы, с помощью к-рых устанавливается физ. содержание евклидова пространства в классич. механике, оказались неприменимыми к процессам, протекающим со скоростями, соизмеримыми со скоростью света. Поэтому он начал построенпе электродинамики движущихся тел с определения одновременности, используя световые сигналы для синхронизации часов. В теории относительности понятие одновременности лишено абс. значения и становится необходимым развить соответствующую теорию преобразования координат (х, у, z) и времени (t) при переходе от покоящейся системы отсчёта [c.158]

Для синхронизации часов, размещенных в различных точках системы /, выберегл в качестве центра синхронизации некоторую точку О этой системы, из которой будем испускать во все стороны световые сигналы. Пусть часы в точке О в момент испускания сигнала показывают время г о. в момент прихода сигнала в некоторую точку Р часы в Р поставим на время г о + Iq/ , где [c.30]

Согласно принципу относительности, опыт Физо дает в системе / тот же результат, что и в системе /, откуда следует, что описанный выше метод синхронизации часов обеспечивает непротиворечивое определение времени и для системы /. Скорость света и в системе Г будет одинаковой во всех направлениях м определяться той же величиной с. Здесь тaклie будем говорить, что событие в точке Р системы / произошло в момент времени 1, когда часы в точке Р показывают время. В общем случае Г отлично от момента времени t, когда то же самое событие наблюдается в системе /. Два события в двух разных точках системы Г называются одновременными, если они произошли в один момент времени V по часам системы /, [c.32]

Проверить одинаковость показаний часов в Л н б было бы очень просто с помощью сигнала, распространяющегося нз Л в б мгновенно. Отсутсгвие в природе таких сигналов означает, что вопрос об одинаковости ноказаь нй двух часов, расположенных в разных точках, может быть решен с помощью синхронизации часов. Пусть по часам в точке Л световой сигнал отправляется в момент времени н пос. ге отражения в точке Б вновь возвращается в точку Л в момент времени 1 . Часы в точке В считаются синхроп-иым с часами в точке Л, если они идут одинаково быстро, и в , мепт прихода сигнала в точку В часы в точке В показывают время [c.396]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...