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