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

5 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

72175. Рабочее время и время отдыха 31.5 KB
  Трудовой кодекс не изменяет установленные КЗоТом нормальную продолжительность рабочего времени не более 40 часов в неделю и сокращенную продолжительность рабочего времени для определенных категорий работников. В соответствии со статье 94 ТК РФ продолжительность ежедневной работы...
72176. Прекращение трудовых отношений 33.5 KB
  Удельный вес различных оснований прекращения трудового договора в общем объеме увольнений неоднозначен. Наиболее распространенными основаниями расторжения трудового договора являются увольнения по инициативе работника и по инициативе работодателя и поэтому они нуждаются...
72177. Понятия и принципы уголовного права 31 KB
  С этих исходных позиций мы сможем со знанием дела уяснить понятие и круг источников уголовного права их содержание. Уголовное право как отрасль права традиционно определяется как совокупность юридических норм которые устанавливают преступность и наказуемость деяний представляющих...
72178. Наказание. Понятие, цели и виды 60.5 KB
  Надо добавить что назначение и исполнение наказания означает в то же время порицание судом от имени государства содеянного виновным и его самого как нанесшего вред обществу. Иными словами содержанием наказания является кара за преступление о чем уже упоминалось в связи с общей...
72179. Понятие административного права 48.5 KB
  Административное право представляет собой совокупность правовых норм регулирующих определенные сферы общественных отношений составляющих предмет этой отрасли права. При этом предмет административного права отвечает на вопрос что какие общественные отношения регулируются нормами...
72180. Административные правонарушения в РФ 63 KB
  Нарушение правил о которых говорилось выше иногда может повлечь уголовную ответственность если это прямо предусмотрено Уголовным кодексом. Для подобных случаев а они наиболее часты государство и учредило административную ответственность которая по характеру мер менее сурова...
72181. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ЗВУКОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ 1.68 MB
  Каждый из этих узлов имеет самостоятельное значение и характеризуется своими показателями качества влияющими на качество всего усилителя в целом. Структурную схему современного усилителя высококачественного звуковоспроизведения УВЗ можно представить в виде совокупности различных модулей...
72182. Економіка підприємства: Методичні рекомендації 902 KB
  Методичні рекомендації містять стислі рекомендації до виконання курсової роботи та провідні методичні положення щодо обґрунтування прийнятих студентом рішень підвищення ефективності роботи підприємства цеху виходячи з заданих економічних умов вимоги до курсової роботи порядок її виконання.
72183. Культура мови: навчально-методичний посібник 1.6 MB
  Навчально-методичний посібник містить методичні рекомендації до самостійної роботи, методичні рекомендації до практичних занять, до виконання індивідуальних завдань, підсумковий контроль, список рекомендованої літератури.