Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Специальная теория относительности Эйнштейна. Постулаты СТО

Субстанциональная (Пифагорейцы, Зенон)- пространство и время-объективные, самостоятельные сущности не зависящие ни от друг друга, ни от материи и материальных процессов в них протекающих.

Реляционная (Аристотель, Лейбниц, Гегель, Эйнштейн)- Пространство и время – особый вид отношений между взаимодействующими материальными объектами. Свойства пространства и времени определяются характером протекающих в них материальных процессов.

СТО позволила по новому взглянуть на пространство и время. Оказалось, что пространство и время не абсолютны, а зависят от состояния движения наблюдателя.

Любое событие можно представить в виде точки в четырехмерном пространстве времени с координатами (Х,Y,Z,T) пространство и время связаны.

В основу СТО Эйнштейн заложил 2 постулата, которые являются обобщением опытов.

1. Принцип относительности: все законы природы не меняются (инвариантны) при переходе от одной ИСО в другую (равноправие всех ИСО).

2. Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источников и приемников света.

16. Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.

В основу СТО Эйнштейн заложил 2 постулата, которые являются обобщением опытов.

1. Принцип относительности: все законы природы не меняются (инвариантны) при переходе от одной ИСО в другую (равноправие всех ИСО).

2. Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источников и приемников света.

Преобразования Лоренца показывают, что при переходе от одной инерциальной системы отсчета изменяются не только пространственные координаты рассматриваемых событий, но и соответствующие им моменты времен. Из преобразования Лоренца следует:

-что скорость относительного движения любых инерциальных систем отсчета не может превосходить скорость света в вакууме.

-что линейный размер тела, движущегося относительно инерциальной системы отсчета, уменьшается в направлении движения.

-что при малых скоростях V<<C (по сравнению со скоростью света) они переходят в преобразования Галилея.

При v>c выражения для x, t, x΄ и t΄ теряют физический смысл, т.е. движение со скоростью, большей скорости света в вакууме, невозможно.

1)Относительность расстояний (сокращение длины движущихся тел по сравнению с неподвижными).

L=L0 , где L-длина тела, измеренная в неподвижной системе отсчета, L0-собственная длина тела.

Длина тела - разница между координатами начала и конца тела, измеренных в один и тот же момент времени.

2)Относительность промежутков времени (замедление времени в движущихся СО)

∆t=∆t 0 / , где ∆t –длительность процесса, ∆t 0 –собственное время процесса, отсчитываемое часами, движущимися вместе с телом.

Собственное время самое короткое. Нет абсолютного времени, т.е. каждый наблюдатель имеет свой собственный масштаб времени.

3) Релятивистский закон преобразования скоростей.

Vx=(Vx′ + V) / (1+Vx′ V/с2). Если Vx′=с, то скорость света оказывается инвариантной при переходе из одной ИСО в другую.