Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна icon

Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна



НазваниеРеферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна
Дата конвертации14.05.2013
Размер142.7 Kb.
ТипРеферат
скачать >>>

ч

Средняя школа №6

Реферат по физике

на тему:


Принцип

относительности

Эйнштейна


ученика 11 класса «М»

Клина Романа


Химки — 1998 г.


Содержание



Биография Альберта Эйнштейна 3

(1879-1955) 3


4

Относительность одновременности событий 5

Преобразования Лоренца
6

Зависимость массы тела от скорости 7

Закон взаимосвязи массы и энергии
9



^

Биография Альберта Эйнштейна

(1879-1955)


Выдающийся физик, создатель теории относительности, один из созда­телей квантовой теории и статистической физики.

Родился в Германии, в городе Ульме. С 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии, где в 1900 г. окончил Цюрихский политехникум. В 1902-1909 гг. служил экспертом патентного бюро в Берне. В эти годы Эйнштейн создал спе­циальную теорию относительности, выполнил исследования по статистиче­ской физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Эйн­штейна получили известность, и в 1909 г. он был избран профессором Цюрих­ского университета, а затем — Немецкого университета в Праге. В 1914 г. Эйнштейн был приглашен преподавать в Берлинский университет. В период своей жизни в Берлине он завершил создание общей теории относительности, развил квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и ра­боты в области теоретической физики Эйнштейн получил в 1921 г. Нобелев­скую премию. В 1933 г. после прихода к власти в Германии фашистов Эйн­штейн эмигрировал в США, в Принстон, где он до конца жизни работал в Ин­ституте высших исследований.

В 1905 г. была опубликована специальная теория относительности — механика и электродинамика тел, движущихся со скоростями, близкими к ско­рости света.

Тогда же Эйнштейн открыл закон взаимосвязи массы и энергии (Е=mc2), который лежит в основе всей ядерной энергетики.

Ученый внес большой вклад в развитие квантовой теории. В его теории фотоэффекта свет рассматривается как поток квантов (фотонов). Существова­ние фотонов было подтверждено в 1923 г. в экспериментах американского физика А. Комптона. Эйнштейн установил основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), по которому каждый поглощенный квант света вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию. В 1916 г. он теоретически предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники.


Вершиной научного творчества Эйнштейна стала общая теория относительности, завершенная им к 1916 г. Идеи Эйнштейна изменили господствовавшие в физике со времен Ньютона механистические взгляды на пространство, время и тяготение и привели к новой материалистической картине мира.

Ученый работал и над созданием единой теории поля, объединяющей гравитационные и электромагнитные взаимодействия. Научные труды Эйнштейна сыграли большую роль в развитии современной физики - квантовой электродинамики, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, космологии, астрофизики.

А. Эйнштейн был членом многих академий мира и научных обществ. В 1926 г. его избрали почетным членом Академии наук СССР.
^




Относительность одновременности событий


В механике Ньютона одновременность двух событий абсолютна и не зависит от системы отсчёта. Это значит, что если два события происходят в системе K в моменты времени t и t1, а в системе K’ соответственно в моменты времени t’ и t’1 , то поскольку t=t’, промежуток времени между двумя событиями одинаков в обеих системах отсчёта



В отличие от классической механики, в специальной теории относительности одновременность двух событий, происходящих в разных точках пространства, относительна: события, одновременные в одной инерциальной системе отсчёта, не одновременны в других инерциальных системах1, движущихся относительно первой. На рисунке (см. ниже) расположена схема эксперимента, который это иллюстрирует. Система отсчета K связана с Землёй, система K’ — с вагоном, движущимся относительно Земли прямолинейно и равномерно со скоростью v. На Земле и в вагоне отмечены точки А, М, В и соответственно А’, M’ и В’, причем АМ=МВ и А’M’=M’B’. В момент, когда указанные точки совпадают, в точках А и В происходят события — ударяют две молнии. В системе К сигналы от обоих вспышек придут в точку М одновременно, так как АМ=МВ, и скорость света одинакова во всех направлениях. В системе К’, связанной с вагоном, сигнал из точки В’ придет в точку M’ раньше, чем из точки А’, ибо скорость света одинакова во всех направлениях, но М’ движется навстречу сигналу пущенному из точки B’ и удаляется от сигнала, пущенного из точки А’. Значит, события в точках А’ и B’ не одновременны: события в точке B’ произошло раньше, чем в точке A’. Если бы вагон двигался в обратном направлении, то получился бы обратный результат.



Понятие одновременности пространственно разделенных событий относительно. Из постулатов теории относительности и существования конечной скорости распространения сигналов следует, что в разных инерциальных системах отсчёта время протекает по-разному.
^

Преобразования Лоренца



В соответствии с двумя постулатами специальной теории относительности между координатами и временем в двух инерциальных системах К и К' существуют отношения, которые называются преобразованиями Лоренца.

В простейшем случае, когда система К’ движется относительно системы К со скоростью v так, как показано на рисунке (см ниже), преобразования Лоренца для координат и времени имеют следующий вид:

, , , ,
, , , .


Из преобразований Лоренца вытекает тесная связь между пространственными и временными координатами в теории относительности; не только пространственные координаты зависят от времени (как в кинематике), но и время в обеих системах отсчёта зависит от пространственных координат, а также от скорости движения системы отсчёта K’.

Формулы преобразований Лоренца переходят в формулы кинематики при v/c<<1. В этом случае

, , , ,

, , , .

Переход формул теории относительности в формулы кинематики при условии v/c <<1 является проверкой справедливости этих формул.
^

Зависимость массы тела от скорости


Зависимость свойств пространства и времени от движения системы отсчета приводит к тому, что сохраняющейся при любых взаимодействиях тел является величина

,

называемая релятивистским импульсом, а не классический импульс.

Классический закон сложения скоростей и классический закон сохранения импульса являются частными случаями универсальных релятивистских законов и выполняются только при значениях скоростей, значительно меньших скорости света в вакууме.

Релятивистский импульс тела можно рассматривать как произведение релятивистской массы т тела на скорость его движения. Релятивистская масса т тела возрастает с увеличением скорости по закону

,

где — масса покоя тела, — скорость его движения.

Возрастание массы тела с увеличением скорости приводит к тому, что ни одно тело с массой покоя, не равной нулю, не может достигнуть скорости, равной скорости света в вакууме, или превысить эту скорость. Скорость , большая , приводит для обычных частиц к мнимой массе и мнимому импульсу, что физически бессмысленно. Зависимость массы от скорости начинает сказываться лишь при скоростях, весьма близких к (См рисунок №2). Приведённые в этом пункте формулы неприменимы к фотону, так как у него отсутствует масса покоя (). Фотон всегда движется со скоростью, равной скорости света в вакууме, и является ультрарелятивистской частицей. Тем не менее, отсюда не следует постоянство скорости света во всех веществах.

При выражение для импульса переходит в то, которое используется в механике Ньютона , где под понимается масса покоя (), ибо при различие и несущественно.



Рисунок №2
^

Закон взаимосвязи массы и энергии



Полная энергия Е тела (или частицы) пропорциональна релятивистской массе (закон взаимосвязи массы и энергии):

,

где с - скорость света в вакууме. Релятивистская масса зависит от скорости , с которой тело (частица) движется в данной системе отсчета. Поэтому полная энергия различна в разных системах отсчета2.

Наименьшей энергией тело (частица) обладает в системе отсчета, относительно которой оно покоится (). Энергия называется собственной энергией или энергией покоя тела (частицы):

.

Энергия покоя тела является его внутренней энергией Она состоит из суммы энергий покоя всех частиц тела , кинетической энергии всех частиц относительно общего центра масс и потенциальной энергии их взаимодействия. Поэтому


и

где — масса покоя - й частицы.

В релятивистской механике несправедлив закон сохранения массы покоя. Например, масса покоя атомного ядра меньше, чем сумма собственных масс частиц, входящих в ядро. Наоборот масса покоя частицы, способной к самопроизвольному распаду, больше суммы собственных масс продуктов распада и :

.

Несохранение массы покоя не означает нарушения закона сохранения массы вообще. В теории относительности справедлив закон сохранения релятивистской массы. Он вытекает из формулы закона взаимосвязи массы и энергии . В изолированной системе тел сохраняется полная энергия. Следовательно, сохраняется и релятивистская масса. В теории относительности законы сохранения энергии и релятивистской массы взаимосвязаны и представляют собой единый закон сохранения массы и энергии. Однако из этого закона
отнюдь не следует возможность преобразования массы в энергию и обратно. Масса и энергия представляют собой два качественно различных свойства материи, отнюдь не «эквивалентных» друг другу. Ни один из известных опытных фактов не дает оснований для вывода о «переходе массы в энергию». Превращение энергии системы из одной формы в другую сопровождается превращением массы. Например, в явлении рождения и уничтожения пары электрон — позитрон, в полном соответствии с законом сохранения релятивистской массы и энергии, масса не переходит в энергию. Масса покоя частиц (электрона и
позитрона) преобразуется в массу фотонов, то есть в массу электромагнитного поля.

Гипотеза Эйнштейна о существовании собственной энергии тела подтверждается многочисленными экспериментами. На основе использования закона взаимосвязи массы и энергии ведутся расчеты выхода энергии в различных ядерных энергетических установках.


Тело (или частица) не находится в силовом поле


5

Џ ™¤ѓ.ҐИA¦§Ё © Є« Средняя школа №6

Реферат по физике

на тему:


Принцип

относительности

Эйнштейна


ученика 11 класса «М»

Клина Романа


Химки — 1998 г.


Содержание


TOC \o "1-3" АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН GOTOBUTTON _Toc419450505 PAGEREF _Toc419450505 2


(1879-1955) GOTOBUTTON _Toc419450506 PAGEREF _Toc419450506 2


ё;№;є;А;Л;М;Н;О;П;С;т;у;ф;ц;ы;ь;<<<

<<<$<&<'<(<)<*<-
u DN9eцяK u DN9av K u D
u DPb VЃu DИ9a eьяK u DИ9av K a
u Da Bъ<ы<ь<==
===== =!=5===?=@=A=B=H=S=T=U=V=W=X=Y=Z=Ќ=Ћ=ј=Ѕ=В=Г=Д=К=Х=Ц=Ч=Ш=Щ=Ъ=Ы=ч=ш=ь=я=>>0><>=>N>O>P>Q>R>X>c>d>e>f>g>p>q>x>z>{>|>}>ѓ>Ћ>Џ>шусссссссппйжжжжЮЦйпппуОЗупппЕуЅ¶уу

u Dґ9eжяK u Dґ9av K n

u D¶9eжяK u D¶9av K u Dn9b eцяK u Dn9av K VЃb u Db b VЃu D

u DG9eцяK GЏ>ђ>‘>’>“>—>˜>™>џ>Є>«>¬>­>®>Ї>°>ј>Ѕ>ѕ>Д>П>Р>С>Т>У>Ф>Х>Ч>Я>а>б>? ?!??D?O?P?Q?R?S?T?\?]?Ќ?’?­?®?Ї?µ?А?Б?В?Г?Д?г?@$@%@*@+@,@2@=@>@чрлйлбЪллТЛлЙйЙЙЗлїёл¶Йй뮧лЗл

u D№9eцяK u D№9av K VЃ

u D•9eцяK u D•9av K n a

u Dg9eьяK u Dg9av K

u D@9eцяK u D@9av K b u D

u D9eжяK u D9av K B>@?@@@A@D@E@F@L@W@X@Y@Z@[@\@]@^@_@e@p@q@r@s@t@u@v@w@„@Ґ@¦@Ы@ю@я@A AAA:A;AFAGAKALAMASA^A_A`AaAbAtAzA{A|AЂAћAџAЎAўAЈAЄA«AСAЦAЧAШAйAк

1A

B0B1B7B8BBBчрллгЬллФНлЛЙлБєлЛЛЛ·ЛЛЛЙb n

u D‹9eь

2яK u D‹9av K n b

u D9eцяK u D

ч




Похожие:

Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconРеферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна
Выдающийся физик, создатель теории относительности, один из созда­телей квантовой теории и статистической физики
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconРеферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна
Выдающийся физик, создатель теории относительности, один из созда­телей квантовой теории и статистической физики
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconПринцип относительности Эйнштейна

Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconРеферат по физике
Жил в Германии, затем в США. Член многих академий наук, почетный член Академии наук ссср, лауреат Нобелевской премии 1921г. Выдающийся...
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconРеферат на тему «Представление о пространстве в классической физике и специальной теории относительности»
«Представление о пространстве в классической физике и специальной теории относительности»
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconСпециальная теория относительности (сто) Принцип относительности Галилея

Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconПрограмма и правила проведения вступительного испытания по физике
Механическое движение, его относительность. Система отсчета. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconЭлементы специальной (частной) теории относительности § 34. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности
Ньютона, то эти системы являются инерциальными. Установлено также, что во всех инерциальных си­стемах отсчета законы классической...
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconПрограмма и правила проведения вступительного испытания по физике Программа вступительного испытания механика
Механическое движение, его относительность. Система отсчета. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея
Реферат по физике на тему: Принцип относительности Эйнштейна iconРеферат по физике на тему: Устройство и принцип работы радиоприёмника А. С. Попова
После того, как было открыто электричество, по проводам научились передавать электрические сигналы, переносившие телеграммы и живую...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы