Специальный принцип относительности Эйнштейна

Механика, основывающаяся на принципах Галилея и Ньютона, называется классической, или ньютоновской, в отличие от механических дисциплин, исходящих из иных принципов, как, например, релятивистская механика, в основу которой положены понятия специального принципа относительности Эйнштейна. [c.10]

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА [c.628]

Невозможность обнаружения прямолинейного и равномерного движения среды не только механическими, но и вообще никакими физическими явлениями, в этой среде происходящими, составляет существенное содержание так называемого специального принципа относительности Эйнштейна, [c.114]

В специальной теории относительности имеет место принцип относительности Эйнштейна, который утверждает все физические явления во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Физические явления кроме механических включают также электромагнитные процессы. [c.252]

Эти два постулата Эйнштейна — принцип относительности и принцип постоянства скорости света — легли в основу специальной (частной) теории относительности (физической теории пространства и времени), описывающей только инерциальные системы. Объединение принципа относительности с конечностью скорости распространения света принято называть принципом относительности Эйнштейна. В 1915 г. Эйнштейном были созданы основы так называемой общей теории относительности, которая является обобщением теории для неинерциальных систем отсчета и представляет собой современную теорию тяготения. [c.211]

Это положение о полном равноправии всех инерциальных систем отсчета было сформулировано А. Эйнштейном и получило название специального принципа относительности (так как оно относится только [c.254]

Специальная теория относительности. Релятивистская механика. В основе спец. теории относительности—физ. теории о пространстве и времени при отсутствии полей тяготения—лежат два постулата принцип относительности и независимость скорости света от движения источника. Согласно принципу относительности Эйнштейна, любые физ. явления—механические, оптические, тепловые и т. д. во всех инерциальных системах отсчёта при одинаковых нач. условиях протекают одинаково. Это означает, что равномерное и прямолинейное движение системы не влияет на ход процессов в ней. Все инерциальные системы отсчёта равноправны (не существует выделенной, абсолютно покоящейся системы отсчёта, как не существует абс. пространства и времени — исходных представлений Ньютона о пространстве и времени). Согласно второму постулату, скорость света в вакууме во всех инерциальных системах отсчёта одинакова. Из этих двух постулатов вы- [c.315]

Таким образом, обобщенным координатам механики соответствуют полевые функции теории поля, а механическому параметру времени — четыре галилеевы пространственно-временные координаты (д = (x , с/). В теории относительности пространственные координаты и временная координата i неразрывно связаны, потому что лишь при этом условии будет справедлив специальный принцип относительности (А. Эйнштейн, 1905 г.), сообразно с которым законы природы, записанные в галилеевых координатах, сохраняют свою форму при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, т. е. при преобразованиях Лоренца (инвариантность или ковариантность законов природы). [c.93]

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]

Связь аналитической механики и современной физики. Два великих достижения современной физики теория относительности и квантовая механика — теснейшим образом связаны с аналитической механикой. Теория относительности Эйнштейна революционизировала все области физики. Было показано, что ньютонова механика справедлива лишь приближенно для скоростей, малых по сравнению со скоростью света. Однако аналитический метод, основанный на использовании принципа наименьшего действия, остался неизменным. Модифицирована была лишь функция Лагранжа получение же дифференциальных уравнений движения из принципа минимума осталось. Действительно, полная независимость вариационного принципа от какой-либо специальной системы отсчета делала его особенно ценным для построения уравнений, удовлетворяющих принципу общей относительности. Этот принцип требует, чтобы основные уравнения природы оставались инвариантными при произвольных преобразованиях координат. [c.394]

Специальная теория относительности, созданная в начале XX в. главным образом благодаря работам Эйнштейна, имеет глубокие корни в прошлом. Эту теорию можно рассматривать как продолжение и обобщение идей, лежащих в основе описания природы, предложенного еще Галилеем и Ньютоном. Фундаментальный постулат теории — так называемый принцип относительности — уже в работах Галилея и Гюйгенса играл определяющую роль в выборе основных законов природы. Справедливость принципа относительности 8 механике является простым следствием уравнений Ньютона. Поскольку последние представляют собой особенно хороший материал для иллюстрации принципа относительности, мы начнем с рассмотрения чисто механических явлений, [c.10]

Позже Лоренц [149] исследовал проблему какие еще гипотезы, наряду с гипотезой о сокращении длин, следует добавить к эфирной теории, чтобы все предсказания этой теории соответствовали принципу относительности, уже подтвержденному экспериментами. Он нашел, что в каждой инерциальной системе необходимо использовать специальное время, так называемое местное время, отличное от времени в абсолютной системе эфира. Согласно гипотезе о сокращении, длина метрической линейки зависит от абсолютной скорости рассматриваемой системы отсчета. Аналогично темп хода часов (а поэтому и единица времени) зависит, в соответствии с новой гипотезой, от движения инерциальной системы. Если основные уравнения электронной теории в каждой движущейся инерциальной системе записать в терминах местного времени и собственных пространственных переменных, то они будут иметь одинаковый вид в любой инерциальной системе. Поэтому все электромагнитные явления не зависят от движения системы отсчета. С помощью этих новых гипотез удалось на некоторое время сохранить концепцию абсолютного эфира, пока Эйнштейн [65] не пришел к выводу, что результаты всех рассмотренных выше экспериментов поколебали сами основы теории эфира. [c.28]

Два рассмотренных выше принципа лежат в основе специальной теории относительности (СТО), созданной А. Эйнштейном в результате критического анализа классических представлений о пространстве и времени в связи с изучением электромагнитных явлений в движущихся системах. В настоящее время СТО является общефизической теорией и основанием ряда современных физических теорий. В ней фундаментальную роль играет константа с, равная скорости света в вакууме. Приведем ее современное значение с = = 299 972 458 1,2 м/с. [c.250]

В основу специальной теории относительности А. Эйнштейн положил два принципа, смысл которых можно передать словами [c.324]

Несметное количество доказательств правильности всех следствий релятивистских постулатов, полученное в результате самых тщательных экспериментов, привело через несколько лет к всеобщему признанию теории относительности и сделало ее одной из наиболее аргументированных глав математической физики. Единственный протестующий голос принадлежал самому Эйнштейну, который чувствовал, что первый постулат относительности был недостаточно общим. Он ограничивал круг рассматриваемых систем отсчета системами, движущимися с постоянной скоростью, вместо того чтобы включать все возможные системы. Системы отсчета по своей природе являются вспомогательными построениями, которые не должны были бы иметь абсолютного значения, а понятие законности выбора данной системы отсчета должно было бы полностью исчезнуть из математической физики. Постулат об эквивалентности всех систем отсчета называется принципом общей относительности в противоположность специальной относительности , ограничивающейся эквивалентностью систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью. [c.333]

Книга включает в себя элементы теории скользящих векторов, геометрическую и аналитическую статику, динамику материальной точки и системы материальных точек, динамику твердого тела, аналитическую динамику, элементы теории удара и элементы специального принципа относительности Эйнштейна. В основу кинематики положено понятие сложного движения, базирующееся на теории скользящих векторов. В статике большое внимание уделено методу возможных перемещений. В динамике точки более подробно изучаются центральные движения и относительные движения. При изложении основных теорем динамики системы материальных точек автор следовал методам Н. Е. Жуковского и Н. Г. Че-таева, продолжавших идеи Лагранжа. Это направление проходит через весь курс и особенно подчеркивается при рассмотрении решений задач. В раздел аналитическая дина- [c.7]

В качестве исходных позиций специальной теории относительности Эйнштейн принял два постулата, или принципа, в пользу которых говорит весь экспериментальный материал (и в первую очередь опыт Майкельсо-на) [c.177]

В специальной теории относительности Эйнштейна равномерное движение признается относительным, а ускоренное — абсолютным. В течение десяти лет после ее опубликования Эйнштейн думал о том, как представить относительным и ускоренное движение. В 1916 г. он публикует свою общую теорию относительности, включающую специальную как частный случай. И центральным стержнем общей теории относительности стал принцип эквивалентности — ошеломляющее утверждение (за которое Ньютон, безусловно, счел бы Эйнштейна безумцем), что тяжесть и инерция — одно и то же. В конце своей жизни Эйнштейн написал такие слова Ньютон, прости меня В свое время ты нашел тот единственный путь, который был пределом возможного для человека величайшего ума и творческой силы Эйнштейн просил простить его за то, что он создал новую релятивистскую (relativus — относительный) механику, по иному объясняющую явления природы. [c.40]

Как и всякая другая физическая теория, классическая механика имеет определенные границы применимости. Прежде всего, как показала специальная теория относительности (СТО), классическая механика не может правильно описать движение любого материального объекта, движущегося со скоростью V, сравнимой со скоростью света с в вакууме. Движение тел при v с описывается релятивистской механикой, основанной на постулатах СТО (т. е. на принципе относительности Эйнштейна и постулате о постоянстве скорости света). Кроме того, классическая механика так же, как й классическая электродинамика Максвелла, оказывается несостоя тельной при ее применении к описанию движения отдельных ато MOB, электронов и других микроскопических (элементарных) частиц составляющих атомные ядра, атомы и молекулы. Поведение микро скопических частиц вещества, движущихся со скоростями и < с описывается особой физической теорией, называемой нереляти вистской квантовой механикой. Что же касается поведения микро частиц и процессов, происходящих в различных полях при t с то, как показывает современная физическая наука, их последова тельно строгое и полное описание возможно только в рамках реля тивистской квантовой теории поля, далекой пока до своего окон чательного завершения. [c.5]

Вскоре после появления теории относительности Планк [195, 196], Хазе-нерль [НО], Эйнштейн [67] и другие независимо друг от друга сформулировали законы термодинамики в соответствии со специальным принципом относительности. Эта первоначальная трактовка релятивистской термодинамики вошла без изменения в многочисленные учебники, включая и первое издание настоящей монографии. Однако Отт [191] и независимо от него Арзелье [15] показали, что старая формулировка не совсем удовлетворительна, в частности из-за того, что при описании термодинамических процессов (см. 4.6) вместо чисто механических сил использовались обобщенные силы. [c.167]

Именно по этой причине Ньютон ввел концепцию абсолютного пространства, представляющего собой такую систему отсчета, где все законы природы принимают самую простую и естественную форму. Однако, как мы уже упоминали в начале гл. 2, понятие абсолютного пространства теряет свой физический смысл, как только принят специальный принцип относительности, поскольку, в соответствии с этим принципом, никаким экспериментом оказалось невозможным выделить абсолютную систему отсчета. Поэтому Эйнштейн [67, 69 — 71 ] предложил новую интерпретацию фиктивных сил в ускоренных системах отсчета вместо того, чтобы рассматривать эти силы как отражение принципиального различия между фундаментальными уравнениями в равномерно движущихся и ускоренных системах отсчета, считать оба типа систем отсчета полностью эквивалентным по отношению к форме фундаментальных уравнений, а фиктивные силы рассматривать как реальные силы наряду с любыми другими силами природы. 13 соответствии с этой новой идеей появле- [c.179]

Это положение называется частньш, или специальньш, принципом относительности Эйнштейна. Он устанавливает равноправие только инерциальных систем отсчета. На основе этого принципа Эйнштейн создал в 1905 г. частную, или специальную, теорию относительности. Через 10 лет он обобщил принцип относительности на случай произвольных неинерциальных систем отсчета и создал общую теорию относительности, иначе называемую релятивистской теорией тяготения. Эта фундаментальная теория приобрела особое значение в связи с астрофизическими открытиями последнего времени. Общая теория относительности стала основной теорией в астрофизике, в частности в космологии. Однако в нашем курсе мы можем ограничиться изложением только специальной теории относительности. [c.623]

Однако блестящего успеха принцип наименьшего действия добился тогда, когда оказалось, что он не только сохранил значение, но и пригоден для того, чтобы занять первое место среди всех физических законов в современной теории относительности Эйнштейна, которая лишила универсальности такое множество физических теорем. Причина этого в основном заключается в том, что величина действия Гамильтона (а не Мопертюи) является инвариантом относительно преобразований Лоренца, т. е. что она независима от специальной системы отсчета наблюдателя, производящего измерения. В этом основном свойстве лежит также глубокое объяснение того, на первый взгляд неудачного обстоятельства, что величина действия относится к промежутку, а не к моменту времени. В теории относительности пространство и время играют одинаковую роль. Вычислить из данного состояния материальной системы в определенный момент времени состояния будущего и прошедшего является по теории относительности задачей такого же рода, какзадача — из процессов, разыгрывающихся в разное время в определенной плоскости, вычислить процессы, происходящие спереди и сзади плоскости. Если первая задача обычно характеризуется как собственно физическая проблема, то, строго говоря, в этом заключается произвольное и несущественное ограничение, которое имеет свое историческое объяснение только в том, что разрешение этой задачи для человечества в подавляющем числе случаев практически полезнее, чем второй. Поскольку вычисление величины действия материальной системы требует интегрирования по пространству, занимаемому телами, то, чтобы пространство не получило предпочтения перед временем, величина действия должна содержать также интеграл по времени. [c.587]

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (ОТО) — современная физ. теория нространства, времени и тяготения окончательно сформулирована А. Эйнштейном в 1916. В основе ОТО лежит эксперим. факт равенства инертной массы (входящей во 2-й закон Ньютона) и гравитац. массы (входящей в закон тяготения) для любого тела, приводящий к эквивалентности принципу. Равенство инертной и гравитац. масс проявляется в том, что движение тела в поле тяготения ее зависит от его массы. Это позволяет ОТО трактовать тяготение как искривление пространственно-временного континуума. Это искривление пространства-времени оиисывается метрикой, определяемой из ур-ний теории тяготения (см. Тяготение). Пространство Минковского, рассматриваемое в частной (специальной) теории относительности (т.е. в отсутствие тяготеющих тел), обладает высокой степенью симметрии, описываемой группой Пуанкаре. Эта группа в соответствии с принципом относительности порождает изоморфные последовательности событий. В пространстве, где есть поле тяготения, симметрия полностью исчезает, поэтому в нём не выполняется принцип относительности (т. е. нет сохранения относительной или внутренней структуры цепочек событий при действии группы симметрии). Назв. О. т. о. , принадлежащее Эйнштейну, является поэтому неадекватным и постепенно исчезает из литературы, заменяясь на теорию тяготения . и. ю. Кобзарев. [c.392]

Впрочем, не так уж далека во времени первым актом ее вщволнения была появившаяся в 1905 г. специальная теория относительности. Мы приведем очень краткую и выпуклую характеристику этой теории. В Основах теоретической механики А. Эйнштейн говорит Так называемая специальная теория относительности основывается на том факте, что уравнения Максвелла (а следовательно, и закон распространения света в пустоте) инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца. К этому формальному свойству уравнений Максвелла добавляется достоверное знание нами того эмпирического факта, что законы физики одинаковы во всех инерциаль- 301 ных системах. Отсюда вытекает что переход от одной инерциальной системы к другой должен управляться преобразованиями Лоренца, применяемыми к пространственно-временным координатам. Следовательно, содержание специальной теории относительности может быть резюмировано в одном предложении все законы природы должны быть так определены, чтобы они были ковариантными относительно преобразований Лоренца. Отсюда вытекает, что одновременность двух пространственно-удаленных событий не является инвариантным понятием, а размеры твердых тел и ход часов зависят от состояния их движения. Другим следствием является видоизменение закона Ньютона в случае, когда скорость заданного тела не мала но сравнению со скоростью света. Между прочим, отсюда вытекал принцип эквивалентности массы и энергии, а законы сохранения массы и энергии объединились в один закон. Но раз было доказано, что одновременность относительна и зависит от системы отсчета, исчезла всякая возможность сохранить в основах физики дальнодействие, ибо это понятие предполагало абсолютный характер одновременности (должна существовать возможность констатации положения двух взаимодействующих материальных точек в один и тот же момент ) . [c.391]

Принцип соответствия носит черты оптимизма и преемственности в познании одновременно он обнаруживает глубокую внутреннюю связь с универсальным философским законом развития — законом отрицания отрицания. Опыт Майкельсона—Морли явился как бы отрицанием классической механики. Теория более высокого уровня — специальная теория относительности — сняла полное отрицание механики Ньютона, утвердив ее справедливость в определенных границах применимости. В качестве тем для рефератов предлагаются следующие вопросы гносеологическая необходимость и ценность метода абстрагирования при формировании понятий механики философское сравнение принципов относительности Галилея и Эйнштейна эвристическая ценность теоретических знаний по механике в техническом творчестве инженеров. [c.16]

Приведенные утверждения непосредственно следуют из вывода преобразований Лоренца, данного Эйнштейном. В основу этого вывода положены требования однородности и изотропии пространства-времени, принцип относительности и условие совпадения фундаментальной скорости у со скоростью света. Отсюда однозначно вытекает кинематика теории относительности. Никаких специальных ограничений на величину скорости сигнала при этом не возникает. Эти ограничения являются следствием дополнительного требования неизменности временного порядка событий при переходе к другим иперци-альным системам, т. е. условия причинности (см. изложение Паули [2]). [c.25]

Общая О. т. Выше мы видели, что если ур-ия механики и электромагнитного поля верны в нек-рой системе отсчета К, то они же верны и во всякой другой системе К, движущейся относительно К равномерно и прямолинейно. Но если К движется относительно К с ускорением, то законы механики получат в системе К более- сложный вид это усложнение можно описать, введя особого рода инерциальные силы (центробежную силу,силу Кориолиса),к-рые с точки зрения наблюдателя К сообщают всем телам ускорение, не зависящее от массы этих тел. Может казаться, что наличие инерциальных сил убедит наблюдателя К в том, что его система отсчета движется, но это неверно. Известно, что не только инерциальные силы, но и сила тяжести обладают тем свойством, что влияние их на движение тел не зависит от массы этих тел (ср. опыты Галилея над падением тел) поэтому наблюдатель К может считать свою систему отсчета неподвижной, а вместо инерциальных сил ввести особое поле тяжести, производящее такие же самые действия. В 1916 г. Эйнштейн облек этот вывод в форму принципа, гласящего каждая система отсчета с таким же правом может считаться неподвижной, как и любая другая все системы отсчета равноправны все законы природы можно сформулировать так. обр., чтобы одна и та же формулировка была действительной для всех возможных систем отсчета. Это требование ковариантности получило название общего принципа относительности его содержание шире, чем содержание специального принципа, в к-ром речь идет лишь об инерциальных системах о Гсчета. [c.179]

Решение проблемы было дано в 1904—05 г, в работах Г. Лоренца, А, Пуанкаре и А, Эйнштейна, Эйнштейн, исходя из экспериментальных результатов О, д, с., пришел к выводу о независимости физич. явлений в движущейся системе от ее no i y-пательного движения. Это положение (принцип относительности) устраняет из физич. теорий понятие эфира как материальной среды. Не имеет никакого смысла говорить о де.и-жении или покое относительно эфира, если они принципиально не могут быть обнаружены с помощью наблюдений. Принцип относительности и принцип независимости скорости света от движения источника легли в основу специальной теории отю-сительности Эйнштейна, Они позволили получить грунту преобразований — группу Лоренца, — относительно к-рзй должны быть инвариантны ур-ния всех физич, процессов. [c.500]

Оптика движущихся тел является другой областью оптики, не затронутой в настоящей книге. Как и квантовая теория, она превратилась в широкий независимый раздел знания. Первым наблюденным явлением в этой области, отмеченным в 1728 г. Джеймсом Брэдли (1692—1762 гг.) [55], было явление аберрации неподвижных звезд , т. е. обнаружение небольшого различия их угловых положений, связанного с движением Земли относительно направления светового луча. Брэдли правильно понял это явление, связав его с конечностью скорости распространения света, в результате чего ему удалось определить последнюю. Мы уже упоминали и другие явления, относящиеся к оптике движущихся сред Френель первый заинтересовался увлечением света движущимися телами и показал, что световой эфир участвует в движении со скоростью, которая меньше скорости движущихся тат затем Физо экспериментально продемонстрировал такое частичное увлечение света в опытах с текущей водой. Христиан Допплер (1803—1853 гг.) [56] исследовал эффекты, связанные с двнже1П1ем источника свста или наблюдателя, и сформулировал хорошо известный принцип, названный его именем. До тех пор, пока теория упругого светового эфира считалась верной, а область исследований и точность измерений были достаточно ограниченными, идея Френеля о частичном увлечении света была способна объяснить все наблюдаемые явления. Электромагнитная же теории света встретилась з.цесь с трудностями фундаментального характера. Герц первый попытался обобщить уравнения Макс-ветла на случай движущихся тел. Однако его формулы противоречили некоторым электромагнитным и оптическим измерениям. Огромную роль сыграла теория Гендрика Антона Лоренца (1853—1928 гг.), который предположил, что эфир в состоянии абсолютного покоя является носителем электромагнитного поля, и вывел свойства материальных тел из взаимодействия элементарных электрических частиц — электронов. Е.му удалось показать, что фре-нелевские коэффициенты увлечения света можно получить из его теории и все известные в то время (1895 г.) явления можно объяснить на основании его гипотезы [57]. Однако в результате колоссального увеличения точности измерения оптических путей, достигнутого с помощью интерферометра Альберта Абрагама Майкельсона (1852—1931 гг.), возникла новая трудность оказалось невозможным обнаружить эфирный ветер , наличие которого следовало из теории неподвижного э ира [58, 59). Эта трудность была преодолена в 1905 г, Альберто.м Эйнштейном [60] в его специальной теории относительности. [c.21]

Впервые преобразования (2.24) и (2.24 ) вывел Лоренц, они получили (по предложению Пуанкаре [198]. — Прим. ред.) название преобразований Лоренца. Однако вывод этих преобразований из принципа относительности принадлежит Эйнштейну [75]. Ввиду специального выбора декартовых осей (см. рис. 8) мы говорим о специальных преобразованиях Лоренца. При таких преобразованиях величина 5 , определяемая из (2.13), инвариантна. Устремляя с к оо, получаем преобразования Галилея (1.2). (Лореицевы вращения вместе со сдвьталш Вигнер назвал преобразованиями Пуанкаре. —Прим. ред.) [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...