74778

Скорость света. Опыт Майкельсона. Принцип относительности Эйнштейна. Скорость света

Доклад

Физика

Скорость света относится к фундаментальным физическим постоянным которые характеризуют не просто отдельные тела а свойства мира в целом. По современным представлениям скорость света в вакууме предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий.

Русский

2015-01-05

18.63 KB

2 чел.

18.Скорость света. Опыт Майкельсона. Принцип относительности Эйнштейна.Ско́рость све́та — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. Скорость света относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела, а свойства мира в целом. По современным представлениям скорость света в вакууме — предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий. Скорость света в вакууме - фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта . Это постоянная, по размерности и по величине совпадающая со скоростью света. Также важен тот факт, что эта величина абсолютна.О́пыт Ма́йкельсона — физический опыт, поставленный Майкельсоном в 1881 году, с целью измерения зависимости скорости света от движения Земли относительно эфира. Под эфиром тогда понималась среда, аналогичная объёмнораспределённой материи, в которой распространяется свет подобно звуковым колебаниям. Результат эксперимента был отрицательный — скорость света никак не зависела от скорости движения Земли и от направления измеряемой скорости. Позже, в 1887 году Майкельсон, совместно с Морли, провёл аналогичный, но более точный эксперимент, известный как эксперимент Майкельсона-Морли и показавший тот же результат. В 1958 году в Колумбийском университете (США) был проведён ещё более точный эксперимент с использованием противонаправленных лучей двух мазеров, показавший неизменность частоты от движения Земли с точностью около 10−9 % (чувствительность к скорости движения Земли относительно эфира составляла 30 км/с). Ещё более точные измерения в 1974 довели чувствительность до 0,025 м/с. Современные варианты эксперимента Майкельсона [1] используют оптические и криогенные микроволновые резонаторы и позволяют обнаружить отклонение скорости света, если бы оно составляло несколько единиц на 10−16.Опыт Майкельсона является эмпирической основой принципа инвариантности скорости света, входящего в общую теорию относительности (ОТО) и специальную теорию относительности (СТО).А. Эйнштейн заложил основы специальной теории относительности. Эта теория представляет собой современную физическую теорию пространства и времени, в которой, как и в классической ньютоновской механике, предполагается, что время однородно,а пространство однородно и изотропно.Специальная теория относительности часто называется также релятивистской теорией, а специфические явления, описываемые этой теорией, -релятивистскими эффектами.В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна, сформулированные им в 1905 г.I. Принцип относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой.П. Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчетаПервый постулат Эйнштейна, являясь обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические процессы, утверждает, таким образом, что физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета. Согласно этому постулату, все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны, т. е. явления (механические, электродинамические, оптические и др.) во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково.Согласно второму постулату Эйнштейна, постоянство скорости света — фундаментальное свойство природы, которое констатируется как опытный факт.Специальная теория относительности потребовала отказа от привычных представлений о пространстве и времени, принятых в классической механике, поскольку они противоречили принципу постоянства скорости света. Потеряло смысл не только абсолютное пространство, но и абсолютное время.Постулаты Эйнштейна и теория, построенная на их основе, установили новый взгляд на мир и новые пространственно-временные представления, такие, например, как относительность длин и промежутков времени, относительность одновременности событий. Эти и другие следствия из теории Эйнштейна находят надежное экспериментальное подтверждение, являясь тем самым обоснованием постулатов Эйнштейна — обоснованием специальной теории относительности.Специальная теория относительности Эйнштейна говорит, что ничто не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света. Однако струи протонов и электронов, которые выбрасывают объекты типа квазаров и черных дыр движутся со скоростью, почти что равной скорости света. Скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или же 1 079 252 848.8км/ч.Основополагающий для СТО опыт Майкельсона показал, что скорость света в вакууме не зависит ни от скорости движения источника света, ни от скорости движения наблюдателя. В природе со скоростью света распространяются:собственно видимый свет другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи и др.)Из специальной теории относительности следует, что движение любых материальных объектов быстрее скорости света невозможно, поскольку наличие частиц, обладающих подобным свойством (называемых тахионами), привело бы к противоречию с принципом причинности.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61402. Деловые игры на уроках экономики 18.12 KB
  Итак каждая группа на рынке самолетов это отдельное предприятие по их производству. Ваша задача: произвести из имеющихся у вас ресурсов как можно больше самолетов. Требования к качеству самолетов...
61405. Котел пищеварочный газовый 526 KB
  Варка в жидкой среде независимо от способа действия соответствующего аппарата основана на физико-химических превращениях веществ, входящих в состав продукта, которые протекают под действием теплоты и влаги
61410. Форма Военной Одежды Красной Армии в период Великой Отечественной Войны 627.53 KB
  Изменения в форме одежды военнослужащих Красной Армии с 1941 года Обмундирование начальствующего состава Красной Армии 1941 г. военного времени соответствует перечню из приложения к циркуляру Главного интенданта Красной Армии № 13 от 30.