Следствия преобразований Лоренца |
Без темы | ||
<< Сказка – это целый мир | Словарь-это целый мир, расположенный в алфавитном порядке >> |
![]() 1) Длина тел в разных системах |
![]() Пусть в системе отсчета K световой сигнал отправляется из точки А (x1, |
Автор: . Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока алгебры, скачайте бесплатно презентацию «Следствия преобразований Лоренца.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 211 КБ.
Сл | Текст | Сл | Текст |
1 | 1) Длина тел в разных системах. | 15 | пространства-времени отличаются от свойств |
Лоренцево сокращение Пусть в системе | обычного 3-х мерного пространства. В 3-х | ||
отсчета K' покоится стержень, параллельный | мерном пространстве квадрат расстояния | ||
оси у и имеющий длину ?у' = у2' – у1' , | между двумя точками равен Такое | ||
где у2' и у1' - координаты концов стержня. | пространство обладает евклидовой метрикой. | ||
Система K' движется относительно системы K | При переходе к другой инерциальной | ||
со скоростью вдоль оси у. Длина стержня в | системе, движущейся относительно | ||
системе K равна ?у = у2 – у1 где у2 и у1 - | первоначальной со скоростью много меньшей | ||
координаты концов стержня в момент времени | скорости света, расстояние между точками | ||
t. 9.6 Следствия преобразований Лоренца. | почти не меняется. Однако, при скоростях, | ||
2 | Найдем связь длин стержня в двух | близких к скорости света, длины тел и | |
системах. Для этого используем | расстояние в разных системах отсчета | ||
преобразования Лоренца (9.5.6) Вычитая у1' | разные. Найдем величину, являющуюся | ||
из у2', находим. | аналогом , и сохраняющую свое значение в | ||
3 | Определение Собственной длиной стержня | релятивистском случае. | |
называется его длина в той системе | 16 | Пусть в системе отсчета K световой | |
отсчета, в которой он покоится. Обозначим | сигнал отправляется из точки А (x1, y1, | ||
ее через l0 = ?у', а длину того же стержня | z1) в момент времени t1. Назовем это | ||
в системе отсчета K - как l = ?у, получим | первым событием. В некоторый момент | ||
(9.6.1) Следовательно, самую большую длину | времени t2 этот сигнал придет в точку В | ||
стержень имеет в той системе отсчета, в | (x2, y2, z2). Назовем это вторым событием. | ||
которой он покоится. Его длина в системе, | 17 | Пройденное светом расстояние можно | |
в которой он движется со скоростью V, | записать как c(t2–t1) или как Приравнивая | ||
уменьшается в число раз, равное Этот | квадраты двух выражений, получаем (9.7.1) | ||
результат называется лоренцевым | Обозначим Эта величина называется | ||
сокращением. В направлениях осей x, z | интервалом между двумя событиями в точках | ||
размеры стержня не меняются. | А и В. | ||
4 | Пусть в системе отсчета K' в некоторой | 18 | Аналогичные преобразования в системе |
точке с координатами x', y', z' происходят | К' приводят к выражению, подобному (9.7.1) | ||
два события в моменты времени t1' и t2'. В | (9.7.2) и интервалу между теми же | ||
системе отсчета K этим событиям | событиями Из (9.7.1)- (9.7.2) следует s = | ||
соответствуют моменты времени t1 и t2, | s' = 0 Значит, если интервал между двумя | ||
которые находятся из преобразований | событиями равен нулю в одной инерциальной | ||
Лоренца для времени (9.5.5b). 2) | системе отсчета, то он равен нулю и в | ||
Промежуток времени между событиями. | любой другой инерциальной системе. | ||
5 | Поэтому промежутки времени между двумя | 19 | Покажем, что интервалы в двух системах |
событиями в системах отсчета K' и K | одинаковы и в том случае, когда они не | ||
связаны соотношением где - скорость, с | равны нулю. Согласно преобразованиям | ||
которой система K' движется относительно | Лоренца (9.5.6) ?x? = ?x ?z? = ?z | ||
неподвижной системы K . | Подставим их в квадрат интервала. | ||
6 | Пусть оба события происходят с телом, | 20 | Итак, получили ?s = ?s? интервал между |
которое покоится в системе K'. Тогда ?t' – | двумя событиями одинаков во всех | ||
есть промежуток времени, измеренный по | инерциальных системах отсчета, несмотря на | ||
часам, неподвижным относительно тела, то | отличия длин и промежутков времени в этих | ||
есть движущимся вместе с телом. Время, | системах Инвариатность интервала является | ||
отсчитанное по часам, движущимся вместе с | следствием постоянства скорости света в | ||
телом, называется собственным временем ?t0 | вакууме. Интервал ?s можно рассматривать | ||
. В нашем случае ?t0 = ?t' , поэтому | как "расстояние" между двумя | ||
(9.6.2). | точками в 4-х мерном пространстве. Однако, | ||
7 | Формула (9.6.2) показывает, что | в отличие от 3-х мерного квадрата длины | |
собственное время движущегося объекта | (?l)2, в квадрат интервала (?s)2 квадраты | ||
всегда меньше времени в неподвижной | разностей координат входят со знаком минус | ||
системе, значит, движущиеся часы идут | (а не плюс), со знаком плюс входит квадрат | ||
медленнее покоящихся. Замедление | разности времен. Такую 4-х мерную | ||
физических процессов в движущихся системах | геометрию называют псевдоевклидовой, она | ||
находит экспериментальное подтверждение, | была введена Минковским. | ||
например, в процессе распада мюонов. | 21 | Из вида квадрата интервала следует, | |
8 | Мюон – элементарная частица, | что он может быть положительным, | |
образующаяся в космическом излучении на | отрицательным или равным нулю, в | ||
высоте 300 км над поверхностью Земли. Мюон | зависимости от соотношения интервалов | ||
нестабилен – в состоянии покоя он за время | времени ?t и длины ?l. Соответственно, сам | ||
?t0 = 2?10-6 сек самопроизвольно | интервал может быть либо вещественным, | ||
распадается на электрон (или позитрон) и | либо мнимым, либо равным нулю. Рассмотрим | ||
два нейтрино. За это время он, даже если | эти случаи. | ||
бы двигался со скоростью света, прошел бы | 22 | 1) Для вещественного интервала Поэтому | |
всего 600 м. Однако, мюоны в большом | существует система отсчета K , в которой . | ||
количестве обнаруживаются на поверхности | Это значит, что два события в такой | ||
Земли. Это объясняется тем, что 1) | системе K происходят в одних и тех же | ||
скорость движения мюонов близка к скорости | точках пространства. Однако, при этом не | ||
света, 2) время жизни мюона ?t, | существует системы, в которой , иначе | ||
отсчитанное по часам наблюдателя | интервал стал бы мнимым. Поэтому события, | ||
(лабораторная система), движущимся | разделенные вещественным интервалом не | ||
относительно мюона, гораздо больше | могут быть одновременными. В связи с этим, | ||
собственного времени ?t0, поэтому | вещественные интервалы называют | ||
наблюдатель обнаруживает пробег много | времени-подобными. | ||
больший 600 м. | 23 | 2) Для мнимого интервала Поэтому | |
9 | Пусть в системе К в точках с | существует система отсчета K , в которой , | |
координатами у1 и у2 происходят два | то есть события в ней происходят | ||
события в один и тот же момент времени t = | одновременно. Однако, не существует | ||
t1 = t2. В системе К' этим же событиям | системы, в которой , иначе интервал стал | ||
отвечают моменты Их разность равна | бы вещественным. Значит, события, | ||
(9.6.3). 3) Одновременность в разных | разделенные мнимым интервалом не могут | ||
системах. | происходить в одной и той же точке | ||
10 | Из (9.6.3) следует, что события | пространства. Поэтому мнимые интервалы | |
одновременные в системе К перестают быть | называют пространственно-подобными. | ||
одновременными в другой системе К?. В | 24 | Свойство интервала быть | |
зависимости от направления движения | времени-подобным или | ||
системы К? ( знака скорости V ) разность | пространственно-подобным не зависит от | ||
времен может быть либо положительной, либо | системы отсчета и является абсолютным. Для | ||
отрицательной. Поэтому событие 1 может | пространственно-подобных интервалов . | ||
либо предшествовать событию 2, либо | Следовательно, расстояние между точками , | ||
следовать за ним. | в которых происходят события, больше чем . | ||
11 | Получим формулу, связывающую скорости | Поскольку не существует воздействий, | |
движущейся материальной точки в двух | распространяющихся со скоростью большей с, | ||
инерциальных системах отсчета. Пусть как и | то события, разделенные | ||
раньше система K' движется относительно | пространственно-подобными интервалами не | ||
системы K с постоянной скоростью V в | могут влиять друг на друга, а значит, не | ||
положительном направлении вдоль оси у. | могут быть причинно связанными. Причинно | ||
Используем преобразования Лоренца для | связанными событиями могут быть только | ||
координат и времени (9.5.5). 4) | события, разделенные времени-подобным или | ||
Релятивистский закон сложения скоростей. | нулевым интервалом, для которых | ||
12 | Найдем дифференциалы переменных | выполняется неравенство (9.7.3). | |
Разделив дифференциалы координат dx, dy, | 25 | Пусть в некоторой инерциальной системе | |
dz на дифференциал времени dt, получим | K сначала в некоторой точке произошло | ||
проекции скоростей частицы. | событие – причина, а через промежуток | ||
13 | (9.6.4) Эти формулы осуществляют | времени в другой точке, отстоящей от | |
преобразование проекций скоростей частицы | первой на расстояние , произошло другое | ||
при переходе от системы К к системе К' - | событие – следствие. Интервал между этими | ||
они выражают релятивистский закон сложения | событиями должен быть времени-подобным. | ||
скоростей. Обратные преобразования | Тогда в другой инерциальной системе K', | ||
получаются заменой штрихованных переменных | движущейся относительно системы K со | ||
на нештрихованные и V? –V. | скоростью V вдоль оси y, промежуток между | ||
14 | 9.7 Интервал между событиями Событие, | теми же событиями будет равен Составим | |
произошедшее с частицей, определяется ее | отношение двух времен. | ||
тремя координатами x, y, z и моментом | 26 | Здесь дробь по смыслу есть скорость | |
времени t. Поэтому событие можно | распространения воздействия | ||
изобразить точкой в 4-х мерном | события–причины на событие–следствие. Она | ||
пространстве, на осях которого отложены 3 | не может быть больше с . Поскольку, кроме | ||
пространственные координаты и время. Эта | того , то . Значит, и имеют одинаковые | ||
точка называется мировой точкой. С | знаки, поэтому во всех инерциальных | ||
течением времени она описывает в 4-х | системах отсчета событие - причина | ||
мерном пространстве некоторую линию, | происходит раньше события – следствия. | ||
которая называется мировой линией. Точки | Следовательно, причинно-следственная связь | ||
этой линии определяют координаты частицы | сохраняется между событиями, разделенными | ||
во все моменты времени. | времени-подобным или нулевым интервалом. | ||
15 | Свойства 4-х мерного | ||
Следствия преобразований Лоренца.ppt |
«Сила Лоренца и сила Ампера» - Лоренц Хендрик Антон 1853 - 1928. Ампер Андре Мари 1775 – 1836. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера. Нидерландский физик – теоретик, создатель классической электронной теории. Силы Ампера и Лоренца.
«Сила Лоренца» - Содержание. Дайте определение силе Лоренца. Магнитное поле. В каких единица выражается магнитная индукция? Вопросы. Тема: Действие магнитного поля на движущийся заряд. Каким образом, зная силу Ампера , можно найти силу Лоренца? Сила Лоренца. Закон Ампера? Что называют линиями магнитной индукции? Сила Лоренца Модуль силы Лоренца.
«Физика Сила Лоренца» - В Полевой физике доказывается, что использование полевой добавки к массе математически эквивалентно релятивистской зависимости массы от скорости: Для перехода от сил инерции к электромагнитным силам: Полное равенство двух типов масс в окрестностях Земли и Солнечной системы. В согласии с указанной логикой Полевая физика приводит к следующему выражению для силы Лоренца:
«История тригонометрии» - Построение общей системы тригонометрических и примыкающих к ним знаний. Леонард Эйлер. Якоб Бернулли. Франсуа Виет. Новое обогащение содержания тригонометрии. Ученику приходится встречаться с тригонометрией трижды. До сих пор тригонометрия формировалась и развивалась. Направления развития плоской тригонометрии.
«Решение уравнений с параметром» - Задачи с параметрами вызывают большие затруднения у учащихся и учителей. Решение линейных уравнений с параметрами. При каких значениях b уравнение bх = 0 не имеет решений? На внеклассных занятиях по математике в 6 классе рассматривается решение уравнений с параметрами вида: 1) ах = 6 2) (а – 1)х = 8,3 3) bх = -5.
«Понятие предела функции» - Последовательность {xn} называется бесконечно большой. Определение предела функции. Число a. Аргумент последовательности. Классификация вещественных функций вещественного аргумента. Свойства бесконечно больших функций. Основные элементарные функции. Геометрическая интерпретация понятия предела функции.