Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






элементы релятивисткой механики)





 

В 1905 г. А. Эйнштейн сформулировал новую теорию, в корне ломающую “очевидные” представления – специальную теорию относительности (СТО), которая применима к инерциальным системам отсчета и основана на двух постулатах:

1. Все физические явления протекают одинаково в любых инерциальных системах отсчета (принцип относительности).

2. Скорость света в вакууме не зависит от направления его распространения и от движения источника (принцип постоянства скорости света).

Скорость света не складывается со скоростью источника по преобразованиям Галилея, а это означает, что неверны сами преобразования Галилея:

Вместо них Эйнштейн использовал преобразования Лоренца, которые для систем отсчета, изображенных на рисунке имеют вид:

;

Y΄ = Y; Z΄ = Z;

;

где ;

с – скорость света в вакууме;

v – скорость подвижной системы;

X΄, Y΄, Z΄ и t΄ – координаты и время в подвижной системе.

Скорость света – недостижимый предел скоростей для всех тел, имеющих отличную от нуля массу покоя.

Следствия из СТО:

1. Длина тел в разных системах отсчета.

Размер тела, движущегося относительно инерциальной системы отсчета уменьшается в направлении движения в раз, т.е. лоренцево сокращение длины тем больше, чем больше скорость движения:

где – длина тела в подвижной системе отсчета;

l – длина тела в неподвижной системе отсчета.

2. Длительность событий в разных системах отсчета.

Длительность события, происходящего в некоторой точке, наименьшая в той инерциальной системе отсчета, относительно которой эта точка неподвижна. Следовательно, часы, движущиеся относительно инерциальной системы отсчета, идут медленнее покоящихся часов, т.е. ход часов замедляется в системе отсчета, относительно которой часы движутся.

Важно представить себе равноправность систем: укорачиваются размеры, и возрастает длительность событий при увеличении скорости движения системы отсчета, в которой рассматриваются объекты. Эти размеры и длительность относительны.

Кроме кинематических характеристик изменяются и динамические, такие как масса, импульс и энергия:

  1. Релятивистская масса m (масса материальной точки в подвижной системе):

,

где m0 – масса покоя (масса материальной точки в неподвижной системе).

  1. Релятивистская энергия E = mc2 (энергия тела в подвижной системе):

E = E0 + T или mc2 = m0c2 + T,

где E0 = m0c2 – энергия покоя (энергия в неподвижной системе);

T – кинетическая энергия тела в подвижной системе.

Ясно, что выражение:

E = mc2

представляет собой некоторую энергию материального тела, движущегося со скоростью V относительно данной системы отсчета. Её называют полной энергией материальной точки. Мы получили закон взаимосвязи массы и энергии, установленный Эйнштейном в 1905 г.: всякий объект, масса которого m, имеет соответствующую полную энергию Е – один из основных законов природы. Полная энергия тела в данной системе отсчета складывается из её энергии покоя E0 и кинетической энергии Т.

 

 

Световое давление.

 

 

рис.1

 

В 1873 г. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, предсказал, что свет должен оказывать давление на препятствия. Это давление обусловлено силами, действующими со стороны электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля волны на заряды в освещаемом теле.

Пусть свет падает на проводящую (металлическую) пластину. Электрическая составляющая поля волны воздействует на свободные электроны с силой

 

Fэл =q·E,

 

где q - заряд электрона. E - напряженность электрического поля волны.

 

Электроны начинают двигаться со скоростью V (рис.1) Так как направление Е в волне периодически меняется на противоположное, то и электроны периодически изменяют направление своего движения на противоположное, т.е. совершают вынужденные колебания вдоль направления электрического поля волны.

Магнитная составляющая В электромагнитного поля световой волны действует с силой Лоренца

 

Fл = q·V·B,

 

направление которой в соответствии с правилом левой руки совпадает с направлением распространения света. Когда направления E и B меняются на противоположные, то изменяется и направление скорости электрона, а направление силы Лоренца остается неизменным. Равнодействующая сил Лоренца, действующих на свободные электроны в поверхностном слое вещества, представляет собой силу, с которой свет давит на поверхность.

 

 

рис.2

 

1- зеркальное крылышко

2- зачерненное крылышко

3-зеркало

4-шкала для измерения угла поворота

5-стеклянная нить

 

Давление света может быть объяснено и на основе квантовых представлений о свете. Как указано выше, фотоны обладают импульсом. При столкновении фотонов с веществом часть фотонов отражается, а часть поглощается. Оба процесса сопровождаются передачей импульса от фотонов к освещаемой поверхности. Согласно второму закону Ньютона, изменение импульса тела означает, что на тело действует сила светового давления Fдав. Отношение модуля этой силы к площади поверхности тела равно давлению света на поверхность: P = Fдав/S (5).

Существование давления света было экспериментально подтверждено Лебедевым. Прибор, созданный Лебедевым, представлял очень чувствительные крутильные весы. Подвижной частью весов являлась подвешенная на тонкой кварцевой нити легкая рамка со светлыми и темными крылышками толщиной 0.01 мм. Cвет оказывал разное давление на светлые (отражающие) и темные (поглощающие) крылышки. В результате на рамку действовал вращающий момент, который закручивал нить подвеса. По углу закручивания нити определялось давление света.

 

Величина давления зависит от интенсивности света. С ростом интенсивности растет число фотонов, взаимодействующих с поверхностью тела, и, следовательно, импульс, получаемый поверхностью.

Мощные лазерные пучки создают давление, превышающее атмосферное.

 

Энергия

Масса фотона

Импульс фотона

Закон Стефана — Больцмана

Me = σ T 4; σ = 5.67 * 10 − 8 [Вт/м^2*k^2]

Me = σλ T 4; λ - коэфф поглощения для серых тел

Закон смещения Вина

; b = 2.9 * 10 − 3 [м * к]

Спектральная плотность излучательности

Фотоэффект

§ Уравнение Эйнштейна для фотоэфекта

h ν = Avihoda + eUzad

eUzad - кинетическая энергия электрона, вышедшего из металла

§ Красная граница фотоэффекта

§ Энергия фотона

Ε f = h ν энергия фотона

Ε f = mfc 2

§ Импульс фотона

Давление света

§ Зеркальная поверхность

§ Черная поверхность

Эффект Комптона

λ - до рассеивания

λ' - после рассеивания

Θ - угол, на который рассеивается фотон

Комптоновская длина волны

Длина волны де Бройля

 

Date: 2015-05-18; view: 420; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию