Специальные преобразования Лоренца

Преобразования пространственно-временных координат в самом общем случае, когда относительная скорость 5 и 5 не параллельна оси х, а прямоугольные координаты в 5 и 5 ориентированы по отношению друг к другу произвольным образом, можно получить, комбинируя пространственные вращения осей в 5 п 5 со специальными преобразованиями Лоренца (2.24). Поскольку при пространственных вращениях 5 не меняется, то величина 5 инвариантна и при самых общих преобразованиях Лоренца. [c.35]

Для вывода этих преобразований в явном виде удобно воспользоваться векторным аппаратом. Рассмотрим снова специальные преобразования Лоренца (2.24), соответствующие рис. 8. Здесь пространственные координаты события (х, у, г) и (х, у, г ) в системах 5 и 5 можно рассматривать как ком- [c.35]

Аналогично скорость у системы 5 относительно системы 5 можно представить вектором этого же пространства с компонентами (у. О, 0), т. е. у = О, 0). Используя эти векторные обозначения, специальные преобразования Лоренца (2.24) можно привести к виду [c.36]

Матрица специальных преобразований Лоренца (2.24) имеет вид [c.74]

Специальные преобразования Лоренца можно также записать в следующей форме [c.74]

Это специальное преобразование Лоренца от 5 к системе 5 (0), движущейся в направлении оси х, со скоростью и. [c.97]

Координаты (X ) являются лоренцевыми координатами в / они связаны с (Х4 специальными преобразованиями Лоренца. [c.204]

Наконец, если начало системы (х ) движется с постоянной скоростью V относительно / в направлении оси X, то = О и вектор в (8.155) тоже равен нулю. Таким образом, в системе К гравитационное поле отсутствует, что и должно быть, поскольку эта система в данном случае является инерциальной системой, движущейся с постоянной скоростью и. Кроме того, поскольку (/г постоянная и /г ( ) = 1/1 (, преобразования (8.152) совпадают в рассматриваемом случае со специальными преобразованиями Лоренца, [c.208]

Напишем z t) = K t)z, z(0) =j, и сделаем еще одно вещественное специальное преобразование Лоренца [c.99]

Мы записали специальное преобразование Лоренца в плоскости (х, t) через формальное мнимое время х . Переписанное через настоящее время t, оно будет выглядеть как [c.158]

ЗАМЕЧАНИЕ 2 В случае непараллельных скоростей у и V обе эти скорости входят в (8) несимметрично. Это значит, что результат сложения двух скоростей в теории относительности зависит от порядка. Поскольку всякую скорость (меньшую с ) можно рассматривать как параметр преобразования Лоренца от одной инерциальной системы к другой, то отсюда следует, что и результат двух последовательных специальных преобразований Лоренца, выполняемых в несовпадающих плоскостях, зависит от порядка их выполнения. [c.162]

Вектор N не имеет твердо установившегося названия. Мы будем называть его лоренцев момент (поскольку он сохраняется вследствие инвариантности относительно специальных преобразований Лоренца (6)). [c.186]

Скорость фотона равна с также в системе отсчета S. Преобразование Лоренца было специально предназначено для получения такого результата, и то, что мы получили одно и то же значение в обеих системах отсчета, служит дополнительной проверкой инвариантности этого преобразования. [c.349]

Преобразование Лоренца соответствует поворотам системы координат в пространстве — времени. В специальной теории относительности доказывается инвариантность физических законов только относительно этого типа преобразований. Обычная векторная алгебра дает нам систему обозначений, не зависящую от какой-либо конкретной системы координат в обычном трехмерном пространстве. Значение открытия Эйнштейна состоит в обобщении собственно преобразования Лоренца и простой геометрии четырехмерного пространства — времени.. В общей теории относительности Эйнштейн доказал возможность выразить физические законы в форме, независимой от любых преобразований я пространстве — времени, а не только преобразований перехода от одной неускоренной системы отсчета к другой. При этом четырехмерное пространство — время уже не является пространством с евклидовой геометрией — наоборот, оно может обладать кривизной. [c.371]

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]

Отсюда следует, что если количество движения Pi остается постоянным, то определяемая формулой (6.41) энергия Т также будет постоянной. В противном случае можно было бы перейти к другой системе, и тогда по формулам преобразования Лоренца мы получили бы новые составляющие pi> выражающиеся через Pi и Т, откуда следует, что количество движения уже не было бы постоянным. Таким образом, законы о сохранении количества движения и кинетической энергии более уже не разделяются в специальной теории относительности они образуют один закон —закон о постоянстве 4-вектора р . [c.228]

На основании изложенного в этой главе может возникнуть мысль, что каждому построению классической механики однозначно соответствует определенный релятивистский аналог. Однако это не так. Например, мы уже отмечали те трудности, которые возникают в релятивистской механике в связи с гравитационными силами, а также другими силами дальнодействия . Кроме того, релятивистское преобразование Лоренца относится лишь к равномерно движущимся системам и потому не может быть применено к системам, движущимся ускоренно, таким, например, как вращающиеся системы координат. Переход к этим системам может быть сделан в специальной теории относительности лишь с трудом. Точно так же в релятивистскую механику трудно ввести представление о связях, ибо связи должны в этом случае выражаться посредством инвариантов Лоренца. Но в случае, например, связей твердого тела это требование безусловно не выполняется, так как условия этих связей содержат только пространственные составляющие 4-векторов, определяющих частицы твердого тела. Следовательно, вся динамика твердого тела не имеет соответствующей релятивистской аналогии. [c.236]

Мы уже отметили аналогию между плоским перемещением (перенос -f вращение) и перемещением трехмерного твердого тела, имеющего неподвижную точку (вращение). Подобная аналогия существует между общим перемещением твердого тела (перенос + вращение) и перемещением четырехмерного твердого тела, имеющего неподвижную точку (вращение). Мы не встречаем четырехмерных твердых тел в ньютоновской физике, но в специальной теории относительности преобразования Лоренца с неподвижным началом координат (для этого нужно положить = О в преобразовании (107.5)) можно рассматривать как четырехмерное вращение, если, конечно, при этом принять во внимание особенности метрики пространства — времени. [c.38]

Г. А. Лоренц нашел даже носящие его имя преобразования Лоренца , не заметив, правда, что они обладают групповыми свойствами. Для него уравнения Максвелла в пустом пространстве были справедливы только в определенной системе координат, которая казалась преимущественной благодаря своей неподвижности относительно всех остальных систем координат. Это было поистине парадоксальное положении, потому что теория, казалось, ограничивает инерциальную систему сильнее, чем классическая механика. Это обстоятельство, которое с эмпирической точки зрения представлялось совершенно необоснованным, должно было привести к специальной теории относительности. [c.11]

Трактовка Минковского позволяет вывести преобразования Лоренца и все кинематические эффекты специальной теории относительности чисто геометрическим способом. [c.356]

Так как при изучении теоретической механики и физики студенты, разбирая конкретные примеры и применяя общие законы, начинают понимать диалектическую природу материи и движения, мы, преподаватели классической механики, обязаны строго научно и доказательно рассказывать студентам и о втором приближении, данном в специальной теории относительности Эйнштейна. В современных курсах теоретической механики нужно выделять 4—5 часов лекций на изложение преобразований Лоренца и основ кинематики реальных движений материальных объектов со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Хотя со времени опубликования работы [c.43]

В П2.1 речь идет о кинематике в специальной теории относительности, в основании которой лежат преобразования Лоренца. Рассматриваются различные следствия из этих преобразований относительность длин тел, моментов и промежутков времени. Рассматривается также сложное движение в релятивистской кинематике. [c.425]

Полученное преобразование называется преобразованием Лоренца-, оно является основным в специальной теории относительности, причем относительно него инвариантны все физические законы. [c.458]

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]

Рассмотрим снова две инерциальные системы S и S, соответствующпе специальным преобразованиям Лоренца (2.24). В обеих ii ieMax импульс и кинетическая энергия частицы задаются формулами вида (3.23) и (3.29). Уравнения для преобразований импульса и кинетической энергии получим с помощью преобразований (2,45) скорости частицы. [c.56]

Эти преобразования называют специальными преобразованиями Лоренца или преобразованиями Лоренца в узком смысле по имени голландского физика Гендрика Антоона Лоренца, впервые их написавшего. (Надо отметить, что смысл, который придавал Лоренц этим преобразованиям, существенно отличался от того, который, следуя Эйнштейну, придаем им мы.) [c.157]

Таким образом, наша исходная формула Mt), постулированная выше на основе полуинтуитивных рассуждений, теперь получается как точное следствие требования инвариантности относительно специальных преобразований Лоренца. [c.188]

В этой главе мы рассмотрим закон сохранения энергии, а в следующих главах — законы, сохранения импульса н момента импульса. Причем сейчас мы будем рассматривать этот закон для нерелятивистской области, в которой справедливы преобразования Галилея, скорости очень малы по сравнению со ркоростью света и масса не зависит от скорости. В гл. 12, после того как мы познакомимся с преобразованием Лоренца и с рс-иовами специальной теории относительности, мы рассмотрим законы сохранения энергии, импульса и момента импульса для релятивистской области. [c.148]

Следует заметить, что хотя функциональная производная и упрощает некоторые вариационные процедуры, однако она затемняет тот факт, что уравнения движения являются уравнениями в частных производных по Хи и по t. Кроме того, время выступает здесь как особая переменная, существенно отличная от пространственных переменных, в то время как при выводе уравнений движения мы считали Xh t равноправными параметрами й. Это равноправие переменных а и немного напоминает специальную теорию относительности. Произведение dxidx2dxzdt является здесь, в сущности, элементом объема в пространстве Минковского и, следовательно, инвариантно относительно преобразований Лоренца если 2 есть некоторый инвариантный скаляр этого пространства, то принцип Гамильтона (11.11) также будет инвариантен относительно преобразований Лоренца. В ковариантных обозначениях уравнение (11.17) будет иметь вид [c.384]

Теперь, чтобы довести до конца рассмотрение вопроса о допустимых системах отсчета, хотя бы в виде кратких указаний, мы перейдем от специальной теории относительностщ которую мы рассматривали до сих пор, к общей теории относительности (Эйнштейн, 1915 г.). В специальной теории относительности имеются правомерные системы отсчета, преобразующиеся друг в друга путем преобразований Лоренца, и неправомерные системы отсчета, например, системы, движущиеся ускоренно относительно правомерных. В общей же теории относительности допускаются всевозможные системы отсчета преобразования между ними не должны, подобно (2.10), быть линейными или ортогональными, а могут быть заданы произвольными функциями = fk xiy Х2у жз, Х4). Таким образом, речь идет о системах отсчета, произвольно движущихся и произвольно деформированных по отношению друг к другу. При этом пространство и время утрачивают последние черты той абсолютности, которой они обладали в основоположениях Ньютона. При подобных рассмотрениях даже евклидова геометрия оказывается недостаточной для этой цели и должна быть заменена значительно более общей геометрией, основание которой было заложено Риманом. При этом возникает задача придать физическим законам такую форму, которая делала бы их справедливыми для всех рассматриваемых систем отсчета, другими словами, придать им форму, инвариантную по отношению к любым точечным преобразованиям x j = //г(ж1,. .., Х4) четырехмерного пространства. В разрешении этой задачи и заключается положительное содержание общей теории относительности. Очень сложная в математическом отношении форма. [c.28]

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]

Р. и. специальной (частной) теории относительно-сти, к-рая является глобальной (в том смысле, что относит, скорость двух систем отсчёта и коэффициенты преобразований Лоренца постоянны во всём пространстве-времени), была обобщена в общей теории относительности Эйнштейна, где имеет место только л о-кальная Р. и.— преобразования Лоренца относятся к дифференциалам координат, а их параметры зависят от точки. Понятие Р. и. было также обобщено (с сохранением осе. свойств) на многомерные теории физ. взаимодействий, в т. ч. гравитац. взаимодействии, (см. Калуця — Клейна теория, Су/герструны). [c.322]

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]

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]

Вращения 4-пространства-времени, содержащие как обычные повороты в пространстве, так и преобразования Лоренца (Н.А. Lorentz) в собственном смысле этого слова (изотропия пространства и специальный принцип относительности). [c.668]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...