74779

Преобразования Лоренца. Релятивистское изменение длин и промежутков времени. “Парадокс близнецов”

Доклад

Физика

Преобразованиями Лоренца в физике в частности в специальной теории относительности СТО называются преобразования которым подвергаются пространственно-временные координаты xyzt каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета ИСО к другой.

Русский

2015-01-05

44.5 KB

4 чел.

19.Преобразования Лоренца. Релятивистское изменение длин и промежутков времени. “Парадокс близнецов”.

Преобразованиями Лоренца в физике, в частности в специальной теории относительности (СТО), называются преобразования, которым подвергаются пространственно-временные координаты (x,y,z,t) каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой. Аналогично преобразованиям Лоренца при таком переходе подвергаются координаты любого 4-вектора.Чтобы явно различить преобразования Лоренца со сдвигами начала отсчёта и без сдвигов, когда это необходимо, говорят о неоднородных и однородных преобразованиях Лоренца.Преобразования Лоренца без сдвигов начала отсчёта образуют группу Лоренца, со сдвигами — группу Пуанкаре, иначе называемую неоднородной группой Лоренца.С математической точки зрения преобразования Лоренца — это преобразования, сохраняющие неизменной метрику Минковского, то есть, в частности, последняя сохраняет при них простейший вид при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой (другими словами преобразования Лоренца — это аналог для метрики Минковского ортогональных преобразований, осуществляющих переход от одного ортонормированного базиса к другому, то есть аналог поворота координатных осей для пространства-времени). В математике или теоретической физике преобразования Лоренца могут относиться к любой размерности пространства.Именно преобразования Лоренца, смешивающие — в отличие от преобразований Галилея — пространственные координаты и время, исторически стали основой для формирования концепции единого пространства-времени.Следует заметить, что лоренц-ковариантны не только фундаментальные уравнения (такие, как уравнения Максвелла, описывающее электромагнитное поле, уравнение Дирака, описывающее электрон и другие фермионы), но и такие макроскопические уравнения, как волновое уравнение, описывающее (приближенно) звук, колебания струн и мембран, и некоторые другие (только тогда уже в формулах преобразований Лоренца под c следует иметь в виду не скорость света, а какую-то другую константу, например скорость звука). Поэтому преобразования Лоренца могут быть плодотворно использованы и в связи с такими уравнениями (хотя и в довольно формальном смысле, впрочем, мало отличающемся — в своих рамках — от их применения в фундаментальной физике).Парадо́кс близнецо́вмысленный эксперимент с двумя близнецами N и N` движущимися относительно друг друга. Согласно эффекту релятивистского замедления времени каждый из близнецов считает (и это подтверждается его наблюдениями), что часы другого близнеца идут медленнее, чем его часы.Если один из близнецов улетит, а потом вернётся, то кто из них окажется младше?Согласно СТО младше окажется улетавший и вернувшийся.Возникает парадокс: Почему, если каждый видел, что время замедляется у другого, младше становится именно улетавший?ОбъяснениеБлизнец, который вернулся, неизбежно должен был изменить свою скорость. Поэтому его система отсчёта не является инерциальной (он должен двигаться с ускорением). А согласно СТО равноправны только инерциальные системы. Следовательно, нет ничего удивительного, что системы оказываются несимметричными.ВыводПарадоксом близнецов часто называют сам вывод теории относительности о том, что один из близнецов состарится сильнее другого. Хотя такая ситуация и необычна, в ней нет внутреннего противоречия, а многочисленные эксперименты по релятивистскомузамедлению времени подтверждают теорию относительности и дают основание утверждать, что так и будет на самом деле.релятивистским изменение длины— предсказываемый релятивистской кинематикой эффект, заключающийся в том, что с точки зрения наблюдателя движущиеся относительно него предметы имеют меньшую длину (линейные размеры в направлении движения), чем их собственная длина. Множитель, выражающий кажущееся сжатие размеров, тем сильнее отличается от 1, чем больше скорость движения предмета.Эффект значим только если скорость предмета по отношению к наблюдателю сравнима со скоростью света.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61564. Сочинение по картине В. М. Васнецова «Снегурочка» 23.32 KB
  Цель: познакомит с творчеством художника; учить детей осмысливать содержание картины; совершенствовать умения подбирать необходимые для описания и повествования слова...
61566. Электризация объектов 37.46 KB
  Цель занятия: формирование элементарных представлений об электризации трением и о существовании двух видов электрических зарядов.
61567. Класс Двудольные. Семейство Крестоцветные 18.67 KB
  Задачи: познакомить учащихся с отличительными признаками и типичными представителями растений семейства Крестоцветных; научить составлять морфологическое описание растения.
61568. Theatre 17.09 KB
  1. Can we say that theatres in London are quite different from that in other countries? 2. What opportunity do you have, if you want to spend an enjoyable evening? 3. Where are the best seats at the theatres?
61571. Одушевленные и неодушевленные существительные имен существительных 27.64 KB
  Слова подобраны так чтобы выйти на новую тему На доске будет работать кто-то остальные в тетрадях. Объяснить по-этому если кто-то ошибся то нужно спросить: Может у кого-то есть другое мнение похвалить ученика поставить отметку...