Принцип относительности Эйнштейна

Средняя школа №6

Реферат по физике на тему:

Принцип относительности
Эйнштейна

ученика 11 класса «М»
Клина Романа

Химки — 1998 г.

Содержание

Биография Альберта Эйнштейна 3
Относительность одновременности событий 4
Преобразования Лоренца 5
Зависимость массы тела от скорости 5
Закон взаимосвязи массы и энергии 7
Значение теории относительности 8
Список использованной литературы: 9

Биография Альберта Эйнштейна

(1879-1955)

Выдающийся физик, создатель теории относительности, один из создателей квантовой теории и статистической физики.

Родился в Германии, в городе Ульме. С 14 лет вместе с семьей жил в
Швейцарии, где в 1900 г. окончил Цюрихский политехникум. В 1902-1909 гг. служил экспертом патентного бюро в Берне. В эти годы Эйнштейн создал специальную теорию относительности, выполнил исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Эйнштейна получили известность, и в 1909 г. он был избран профессором Цюрихского университета, а затем — Немецкого университета в Праге. В 1914 г. Эйнштейн был приглашен преподавать в Берлинский университет. В период своей жизни в
Берлине он завершил создание общей теории относительности, развил квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Эйнштейн получил в 1921 г. Нобелевскую премию. В 1933 г. после прихода к власти в Германии фашистов Эйнштейн эмигрировал в США, в
Принстон, где он до конца жизни работал в Институте высших исследований.

В 1905 г. была опубликована специальная теория относительности — механика и электродинамика тел, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.

Тогда же Эйнштейн открыл закон взаимосвязи массы и энергии (Е=mc2), который лежит в основе всей ядерной энергетики.

Ученый внес большой вклад в развитие квантовой теории. В его теории фотоэффекта свет рассматривается как поток квантов (фотонов). Существование фотонов было подтверждено в 1923 г. в экспериментах американского физика А.
Комптона. Эйнштейн установил основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), по которому каждый поглощенный квант света вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию. В 1916 г. он теоретически предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники.

Вершиной научного творчества Эйнштейна стала общая теория относительности, завершенная им к 1916 г. Идеи Эйнштейна изменили господствовавшие в физике со времен Ньютона механистические взгляды на пространство, время и тяготение и привели к новой материалистической картине мира.

Ученый работал и над созданием единой теории поля, объединяющей гравитационные и электромагнитные взаимодействия. Научные труды Эйнштейна сыграли большую роль в развитии современной физики - квантовой электродинамики, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, космологии, астрофизики.

А. Эйнштейн был членом многих академий мира и научных обществ. В 1926 г. его избрали почетным членом Академии наук СССР.

Относительность одновременности событий

В механике Ньютона одновременность двух событий абсолютна и не зависит от системы отсчёта. Это значит, что если два события происходят в системе K в моменты времени t и t1, а в системе K^ соответственно в моменты времени t^ и t^1 , то поскольку t=t^, промежуток времени между двумя событиями одинаков в обеих системах отсчёта

[pic]

В отличие от классической механики, в специальной теории относительности одновременность двух событий, происходящих в разных точках пространства, относительна: события, одновременные в одной инерциальной системе отсчёта, не одновременны в других инерциальных системах[1], движущихся относительно первой. На рисунке (см. ниже) расположена схема эксперимента, который это иллюстрирует. Система отсчета K связана с Землёй, система K^ — с вагоном, движущимся относительно Земли прямолинейно и равномерно со скоростью v. На Земле и в вагоне отмечены точки А, М, В и соответственно А^, M^ и В^, причем АМ=МВ и А^M^=M^B^. В момент, когда указанные точки совпадают, в точках А и В происходят события — ударяют две молнии. В системе К сигналы от обоих вспышек придут в точку М одновременно, так как АМ=МВ, и скорость света одинакова во всех направлениях. В системе
К^, связанной с вагоном, сигнал из точки В^ придет в точку M^ раньше, чем из точки А^, ибо скорость света одинакова во всех направлениях, но М^ движется навстречу сигналу пущенному из точки B^ и удаляется от сигнала, пущенного из точки А^. Значит, события в точках А^ и B^ не одновременны: события в точке B^ произошло раньше, чем в точке A^. Если бы вагон двигался в обратном направлении, то получился бы обратный результат.
[pic]

Понятие одновременности пространственно разделенных событий относительно. Из постулатов теории относительности и существования конечной скорости распространения сигналов следует, что в разных инерциальных системах отсчёта время протекает по-разному.

Преобразования Лоренца

В соответствии с двумя постулатами специальной теории относительности между координатами и временем в двух инерциальных системах К и К" существуют отношения, которые называются преобразованиями Лоренца.

В простейшем случае, когда система К^ движется относительно системы К со скоростью v так, как показано на рисунке (см ниже), преобразования
Лоренца для координат и времени имеют следующий вид:

[pic], [pic], [pic], [pic],

[pic], [pic], [pic], [pic].

Из преобразований Лоренца вытекает тесная связь между пространственными и временными координатами в теории относительности; не только пространственные координаты зависят от времени (как в кинематике), но и время в обеих системах отсчёта зависит от пространственных координат, а также от скорости [pic] движения системы отсчёта K^.

Формулы преобразований Лоренца переходят в формулы кинематики при v/c