Постулаты, теория относительности

Таким образом, с точностью до произвольной константы α, получается явный вид преобразований между двумя инерциальными системами отсчета. О численном значении константы α и её знаке без обращения к эксперименту ничего сказать нельзя. Если α > 0, то удобно ввести обозначение α = 1/c2. Тогда преобразования принимают следующий вид:

и называются преобразованиями Лоренца. Из дальнейшего анализа станет ясно, что константа имеет смысл максимальной скорости движения любого объекта. Подобный вывод преобразований Лоренца стал известен спустя 5 лет после известной статьи Эйнштейна 1905 года, благодаря работам Игнатовского [6], Франка и Роте [8]. Прямые следствия постулатов Эйнштейна.

Сущесвтует два основных следствия постулатов Эйнштейна. Первый это «относительность длины масштабов» и второй — «относительность промежутков времени между событиями». Чаще всего данные следствия получают путем преобразований Лоренца, но также можно прийти к ним и с помощью простых мысленных экспериментов. Первый мысленный эксперимент покажет относительность одновременности при выполнении второго постулата Эйнштейна. Эксперимент ставится на, так называемом, эйнштейновском поезде — любом поезде идущем равномерно и прямолинейно и с релятивистской скоростью. Пусть в таком поезде мы точно знаем расположение его середины и ровно в середине сидит первый наблюдатель. На станции сидит второй наблюдатель. От концов поезда, равноудаленных от первого наблюдателя к нему посылают световые сигналы, которые доходят до него ровно в тот момент, когда он проезжает точно ровно мимо второго наблюдателя.

Тогда первый наблюдатель думает примерно следующее:"Световые сигналы должны пройти до меня одинаковые расстояния. Следовательно, они посланы одновременно."А второй наблюдатель думает:"Световые сигналыпопали ко мне, когда мимо меня проходиласередина поезда, следовательно, они были послены несколько раньше. Но раньше голова поезда была ближеко мне, чем его хвост. Значит, от хвоста сигнал нужно было послать с некоторым опережением, чтобыон пришел ко мне одновременно с сигналом, идущим от головы. Следовательно, сигнал от хвоста послан раньше, чем от головы."Из таких рассуждений ясно, что два одновременных события в одной системе отсчета отнюдь не обязательно одновременны в другой. Второй мысленный эксперимент покажет относительность длины масштабов. Суть эксперимента состоит в том, что сравниваются длины параллельных линеек, расположенных перпендикулярно направлению относительного движения двух инерциальных систем координат.

Возьмем в каждой системе координат линейки одинаковой длины. В каждой из систем положим свою линейку вдоль соответствующей оси y и y'. В каждой из систем отсчета можно найти середины линеек. Пусть линейки двигаются так, что при совпадении осей y и y' середины линеек совпадают. В начальный момент времени линейки геометрически тождественны. Каждыйиз наблюдателейдолжен отметить положение начала и конца идущей мимо него линейки одновременно в своей системе отсчета. В итоге, получается что в направлении, перпендикулярном направлению относительного движения, остаются неизменными при ихизмерении в любой инерциальной системе отсчета.Выводы.

Теория относительности показывает, что законы природы в инерциальных системах отсчета не зависят от выбора системы отсчета, не зависят от положения и движения наблюдателя, а результаты измерений в различных системах отсчета могут быть сопоставлены. Говоря философским языком, теория относительности подчеркивает объективный характер законов природы, а вовсе не относительность знания.

Список литературы

Галилео Галилей Диалог о двух главнейших системах мира — птоломеевой и коперниковой. — М.: 1948.

Ландау, Л.Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7 — е, исправленное. — М.: Наука, 1988. —.

512 с. — (&# 171;Теоретическая физика", том II). — ISBN 5- 02- 14 420- 7Лоренц. Интерференционный опыт Майкельсона. Изкниги «VersucheinerTheoriederelektrischenundoptischenErscheinungeninbewegtenKorpern.

L eiden, 1895, параграфы 89…92.Лоренц.Электромагнитные явления в системе движущейся с любой скоростью, меньшей скорости света. Proc Acad., Amsterdam, 1904, v6, p.

809.AchinSen «How Galileo could have derived the special theory of relativity» Am.J.Phys., Vol. 62, No. 2 (1994) p. 157 —162.Ignatowsky «EinigeallgemeineBemerkungenzumRelativitätsprinzip» Verh. d. D eutsch. P.

hys. G es. 12, 788- 96, 1910. Manida S.N. — «Fock — Lorentz transformation and timevarying speed of light."arXiv: gr — qc/9 905 046 (1999).Philipp Frank und Hermann Rothe"Über die Transformation der Raumzeitkoordinaten von ruhenden auf bewegteSysteme» Ann. der Physik, Ser. 4, Vol.

34, No. 5, 1911, pp. 825 —855.