Концепция четырехмерного пространства - времени

KNOWLEDGE HYPERMARKET

 		Версия 12:54, 26 марта 2012 (просмотреть исходный код)
User16  (Обсуждение | вклад)
 (Новая страница: «<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Естествознание, 11 класс, Ко...»)
← Предыдущая правка
		Текущая версия на 04:44, 9 июля 2012 (просмотреть исходный код)
User33  (Обсуждение | вклад) 
 
		
(1 промежуточная версия не показана)
Строка 3:
Строка 3:
 '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Естествознание|Естествознание]]&gt;&gt;[[Естествознание 11 класс|Естествознание 11 класс]]&gt;&gt; Концепция четырехмерного пространства - времени'''    '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Естествознание|Естествознание]]&gt;&gt;[[Естествознание 11 класс|Естествознание 11 класс]]&gt;&gt; Концепция четырехмерного пространства - времени'''  
  
- <br>   + <br> <br>  
  
- 2.3. Концепция четырехмерного пространства - времени <br><br>Важнейшим&nbsp; достижением&nbsp; классического&nbsp; естествознания&nbsp; явилось&nbsp; открытие законов сохранения импульса и энергии. Эти законы остаются в силе и&nbsp; для&nbsp; современного&nbsp; естествознания,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; законы&nbsp; сохранения&nbsp; являются следствием свойств симметрии пространства и времени и не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутой системе - электрических, механических,&nbsp; магнитных&nbsp; или&nbsp; ядерных.&nbsp; Проверка&nbsp; этих&nbsp; фундаментальных&nbsp; законов природы в области скоростей движения частиц, стремящихся к скорости света, приводит к неожиданным результатам. <br><br>Взаимодействием может быть удар двух частиц, например электрона и атома.&nbsp; При&nbsp; этом&nbsp; возможны&nbsp; потери&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; электрона.&nbsp; Если происходит&nbsp; возбуждение&nbsp; электронной&nbsp; оболочки&nbsp; атома,&nbsp; удар&nbsp; будет&nbsp; неупругим. При соударении двух протонов возбуждения не происходит, и удар является абсолютно упругим. Для таких случаев законы сохранения позволяют найти величины векторов импульсов частиц после удара. <br>&nbsp;<br>Отметим,&nbsp; не&nbsp; приводя&nbsp; вычислений,&nbsp; характерную&nbsp; особенность&nbsp; разлетающихся частиц: сумма углов разлета должна быть равна&nbsp; прямому углу. &nbsp;<br><br>карт<br><br>Рис. 2.6. Схема сохранения величины импульса при упругом столкновении <br><br>Для&nbsp; регистрации&nbsp; столкновений&nbsp; протонов&nbsp; используют&nbsp; метод&nbsp; ядерных фотоэмульсий, в которых заряженные частицы оставляют автографы - треки. После&nbsp; проявления&nbsp; фотопластинок&nbsp; следы,&nbsp; оставленные&nbsp; частицами&nbsp; разных энергий, рассматривают при увеличении, производят измерения углов разлета и пробегов рассеянных частиц. Проведенные эксперименты показали, что в области&nbsp; скоростей, много меньших&nbsp; скорости&nbsp; света, имеется&nbsp; точное&nbsp; согласие&nbsp; с предсказаниями&nbsp; классической механики. А&nbsp; вот при&nbsp; высоких&nbsp; энергиях протонов,&nbsp; при&nbsp; которых&nbsp; их&nbsp; скорость&nbsp; сопоставима&nbsp; со&nbsp; скоростью&nbsp; света,&nbsp; угол разлета оказывается заметно меньше девяноста градусов.&nbsp; Это означает, что-либо&nbsp; закон&nbsp; сохранения&nbsp; импульса&nbsp; не&nbsp; выполняется&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских скоростях, либо что-то происходит с величиной массы протонов. Чтобы расчеты&nbsp; были&nbsp; в&nbsp; согласии&nbsp; с&nbsp; экспериментальными&nbsp; данными&nbsp; и&nbsp; чтобы&nbsp; можно было пользоваться классическим определением импульса, необходимо было признать, что масса частиц зависит от скорости движения: <br><br>карт<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;<br>Именно&nbsp; такую&nbsp; зависимость&nbsp; предсказывала&nbsp; теория&nbsp; относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. <br><br>карт<br>А. Эйнштейн <br>(1879 – 1955) <br><br>В основу СТО положены два постулата. <br><br>1.&nbsp; Во&nbsp; всех&nbsp; инерциальных&nbsp; системах&nbsp; отсчета&nbsp; скорость&nbsp; света&nbsp; неизменна (является&nbsp; инвариантом)&nbsp; и&nbsp; не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; движения&nbsp; источника,&nbsp; приемника&nbsp; или&nbsp; самой <br>системы отсчета <br><br>с = inv.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.2) &nbsp;<br><br>В&nbsp; классической&nbsp; механике&nbsp; Галилея -&nbsp; Ньютона&nbsp; величина&nbsp; скорости&nbsp; относительного&nbsp; сближения&nbsp; двух&nbsp; тел всегда больше скоростей этих тел и&nbsp; зависит как от скорости одного объекта, так и от скорости другого. <br><br>Поэтому нам трудно поверить, что скорость света не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; скорости&nbsp; его&nbsp; источника,&nbsp; но&nbsp; это&nbsp; научный факт. <br><br>2.&nbsp; Реальное&nbsp; пространство&nbsp; и&nbsp; время&nbsp; образуют&nbsp; единый&nbsp; четырехмерный пространственно-временной&nbsp; континуум (сокращенно&nbsp; будем&nbsp; его&nbsp; обозначать ПВК) так, что при переходе между системами отсчета сохраняется неизменным величина пространственно-временного интервала между событиями <br><br>карт<br><br>Величина ?S определяется следующим выражением <br><br>карт<br><br>В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета.&nbsp; Здесь&nbsp; два&nbsp; события,&nbsp; одновременные&nbsp; в&nbsp; одной&nbsp; системе&nbsp; отсчета,&nbsp; выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся, системы отсчета. <br>&nbsp;<br>В специальной теории относительности сохраняются все основные определения классической физики - импульса, работы, энергии. Однако появляется и новое: в первую очередь - зависимость массы от скорости движения (2.1). Поэтому&nbsp; нельзя&nbsp; использовать классическое&nbsp; выражение&nbsp; для&nbsp; кинетической энергии, ведь оно получено в предположении о неизменности массы объекта и&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских&nbsp; скоростях&nbsp; должно&nbsp; быть&nbsp; заменено&nbsp; на&nbsp; новую зависимость <br><br>W = m с2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.5) <br><br>Это&nbsp; самая известная формула&nbsp; специальной&nbsp; теории относительности. Оказывается, что изменение релятивистской энергии тела эквивалентно изменению его динамической массы. Используя формулу (2.5), можно связать энергию с величиной массы покоя: &nbsp;<br>&nbsp;<br>карт<br><br>В этом выражении присутствует квадрат скорости, что роднит его с формулой&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; в механике Ньютона. Однако&nbsp; для&nbsp; неподвижного тела релятивистская энергия не обращается в ноль: &nbsp;<br><br>Wo = mo с2.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.7) <br><br>Очевидно, что для этой энергии нет аналога в классическом естествознании, где&nbsp; для&nbsp; неподвижного&nbsp; тела&nbsp; имеется&nbsp; потенциальная&nbsp; энергия&nbsp; взаимодействия частей тела, но она явным образом зависит от расстояния между взаимодействующими частями тела. Можно сказать, что W0 - это потенциальная энергия&nbsp; внутренних&nbsp; уровней&nbsp; взаимодействия,&nbsp; которые не могут&nbsp; быть&nbsp; сведены&nbsp; к механическому&nbsp; движению,&nbsp; гравитационному&nbsp; или&nbsp; кулоновскому&nbsp; взаимодействиям. <br><br>Чтобы найти величину кинетической энергии тела в СТО, необходимо из полной энергии вычесть энергию покоящегося тела: <br><br>WK = W - Wo.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.8) <br><br><br><br><br> + '''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2.3. Концепция четырехмерного пространства - времени <br>'''<br>Важнейшим&nbsp; достижением&nbsp; классического&nbsp; [[Естествознание_10_класс|естествознания]]&nbsp; явилось&nbsp; открытие законов сохранения импульса и энергии. Эти законы остаются в силе и&nbsp; для&nbsp; современного&nbsp; естествознания,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; законы&nbsp; сохранения&nbsp; являются следствием свойств симметрии пространства и времени и не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутой системе - электрических, механических,&nbsp; магнитных&nbsp; или&nbsp; ядерных.&nbsp; Проверка&nbsp; этих&nbsp; фундаментальных&nbsp; законов [[Поэзия_родной_природы.|природы]] в области скоростей движения частиц, стремящихся к скорости света, приводит к неожиданным результатам. <br><br>Взаимодействием может быть удар двух частиц, например электрона и атома.&nbsp; При&nbsp; этом&nbsp; возможны&nbsp; потери&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; электрона.&nbsp; Если происходит&nbsp; возбуждение&nbsp; электронной&nbsp; оболочки&nbsp; атома,&nbsp; удар&nbsp; будет&nbsp; неупругим. При соударении двух протонов возбуждения не происходит, и удар является абсолютно упругим. Для таких случаев законы сохранения позволяют найти величины векторов импульсов частиц после удара. <br>&nbsp;<br>Отметим,&nbsp; не&nbsp; приводя&nbsp; вычислений,&nbsp; характерную&nbsp; особенность&nbsp; разлетающихся частиц: сумма углов разлета должна быть равна&nbsp; прямому углу. &nbsp; 
  +  
  + <br>[[Image:27-02-014.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>Для&nbsp; регистрации&nbsp; столкновений&nbsp; протонов&nbsp; используют&nbsp; метод&nbsp; ядерных фотоэмульсий, в которых заряженные частицы оставляют автографы - треки. После&nbsp; проявления&nbsp; фотопластинок&nbsp; следы,&nbsp; оставленные&nbsp; частицами&nbsp; разных энергий, рассматривают при увеличении, производят измерения углов разлета и пробегов рассеянных частиц. Проведенные эксперименты показали, что в области&nbsp; скоростей, много меньших&nbsp; скорости&nbsp; света, имеется&nbsp; точное&nbsp; согласие&nbsp; с предсказаниями&nbsp; классической [[Основное_утверждение_механики|механики]]. А&nbsp; вот при&nbsp; высоких&nbsp; энергиях протонов,&nbsp; при&nbsp; которых&nbsp; их&nbsp; скорость&nbsp; сопоставима&nbsp; со&nbsp; скоростью&nbsp; света,&nbsp; угол разлета оказывается заметно меньше девяноста градусов.&nbsp; Это означает, что-либо&nbsp; закон&nbsp; сохранения&nbsp; импульса&nbsp; не&nbsp; выполняется&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских скоростях, либо что-то происходит с величиной массы протонов. Чтобы расчеты&nbsp; были&nbsp; в&nbsp; согласии&nbsp; с&nbsp; экспериментальными&nbsp; данными&nbsp; и&nbsp; чтобы&nbsp; можно было пользоваться классическим определением импульса, необходимо было признать, что масса частиц зависит от скорости движения: <br><br>[[Image:27-02-015.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;<br>Именно&nbsp; такую&nbsp; зависимость&nbsp; предсказывала&nbsp; теория&nbsp; относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. <br><br>[[Image:27-02-016.jpg|эйнштейн]]<br><br>В основу СТО положены два постулата. <br><br>1.&nbsp; Во&nbsp; всех&nbsp; инерциальных&nbsp; системах&nbsp; отсчета&nbsp; скорость&nbsp; света&nbsp; неизменна (является&nbsp; инвариантом)&nbsp; и&nbsp; не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; движения&nbsp; источника,&nbsp; приемника&nbsp; или&nbsp; самой системы отсчета <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; с = inv.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.2) &nbsp;'''<br><br>В&nbsp; классической&nbsp; механике&nbsp; Галилея -&nbsp; [[Второй_закон_Ньютона|Ньютона]]&nbsp; величина&nbsp; скорости&nbsp; относительного&nbsp; сближения&nbsp; двух&nbsp; тел всегда больше скоростей этих тел и&nbsp; зависит как от скорости одного объекта, так и от скорости другого. <br><br>Поэтому нам трудно поверить, что скорость света не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; скорости&nbsp; его&nbsp; источника,&nbsp; но&nbsp; это&nbsp; научный факт. <br><br>2.&nbsp; Реальное&nbsp; пространство&nbsp; и&nbsp; время&nbsp; образуют&nbsp; единый&nbsp; четырехмерный пространственно-временной&nbsp; континуум (сокращенно&nbsp; будем&nbsp; его&nbsp; обозначать ПВК) так, что при переходе между системами отсчета сохраняется неизменным величина пространственно-временного интервала между событиями 
  +  
  + <br>[[Image:27-02-017.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета.&nbsp; Здесь&nbsp; два&nbsp; события,&nbsp; одновременные&nbsp; в&nbsp; одной&nbsp; системе&nbsp; отсчета,&nbsp; выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся, системы отсчета. <br>&nbsp;<br>В специальной теории относительности сохраняются все основные определения классической [[Загадка_квантовой_физики|физики]] - импульса, работы, энергии. Однако появляется и новое: в первую очередь - зависимость массы от скорости движения (2.1). Поэтому&nbsp; нельзя&nbsp; использовать классическое&nbsp; выражение&nbsp; для&nbsp; кинетической энергии, ведь оно получено в предположении о неизменности массы объекта и&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских&nbsp; скоростях&nbsp; должно&nbsp; быть&nbsp; заменено&nbsp; на&nbsp; новую зависимость <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W = m с<sup>2&nbsp;&nbsp;</sup>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.5) '''<br><br>Это&nbsp; самая известная формула&nbsp; специальной&nbsp; теории относительности. Оказывается, что изменение релятивистской энергии тела эквивалентно изменению его динамической массы. Используя формулу (2.5), можно связать энергию с величиной массы покоя: &nbsp;<br>&nbsp;<br>[[Image:27-02-018.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>В этом выражении присутствует квадрат [[Среднее_значение_квадрата_скорости_молекул|скорости]], что роднит его с формулой&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; в механике Ньютона. Однако&nbsp; для&nbsp; неподвижного тела релятивистская энергия не обращается в ноль: &nbsp;<br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W<sub>o</sub> = m<sub>o</sub> с<sup>2</sup>.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.7) '''<br><br>Очевидно, что для этой энергии нет аналога в классическом естествознании, где&nbsp; для&nbsp; неподвижного&nbsp; тела&nbsp; имеется&nbsp; потенциальная&nbsp; энергия&nbsp; взаимодействия частей тела, но она явным образом зависит от расстояния между взаимодействующими частями тела. Можно сказать, что W0 - это потенциальная энергия&nbsp; внутренних&nbsp; уровней&nbsp; взаимодействия,&nbsp; которые не могут&nbsp; быть&nbsp; сведены&nbsp; к механическому&nbsp; движению,&nbsp; гравитационному&nbsp; или&nbsp; кулоновскому&nbsp; взаимодействиям. <br><br>Чтобы найти величину кинетической энергии тела в СТО, необходимо из полной [[Генерирование_электрической_энергии|энергии]] вычесть энергию покоящегося тела: <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W<sub>k</sub> = W - W<sub>o</sub>.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.8) '''<br><br><br><br><br> 
  
 <br>    <br>  

Текущая версия на 04:44, 9 июля 2012
 
Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Концепция четырехмерного пространства - времени 

 
 
                                  2.3. Концепция четырехмерного пространства - времени 

Важнейшим  достижением  классического  естествознания  явилось  открытие законов сохранения импульса и энергии. Эти законы остаются в силе и  для  современного  естествознания,  так  как  законы  сохранения  являются следствием свойств симметрии пространства и времени и не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутой системе - электрических, механических,  магнитных  или  ядерных.  Проверка  этих  фундаментальных  законов природы в области скоростей движения частиц, стремящихся к скорости света, приводит к неожиданным результатам. 

Взаимодействием может быть удар двух частиц, например электрона и атома.  При  этом  возможны  потери  кинетической  энергии  электрона.  Если происходит  возбуждение  электронной  оболочки  атома,  удар  будет  неупругим. При соударении двух протонов возбуждения не происходит, и удар является абсолютно упругим. Для таких случаев законы сохранения позволяют найти величины векторов импульсов частиц после удара. 
 
Отметим,  не  приводя  вычислений,  характерную  особенность  разлетающихся частиц: сумма углов разлета должна быть равна  прямому углу.   



Для  регистрации  столкновений  протонов  используют  метод  ядерных фотоэмульсий, в которых заряженные частицы оставляют автографы - треки. После  проявления  фотопластинок  следы,  оставленные  частицами  разных энергий, рассматривают при увеличении, производят измерения углов разлета и пробегов рассеянных частиц. Проведенные эксперименты показали, что в области  скоростей, много меньших  скорости  света, имеется  точное  согласие  с предсказаниями  классической механики. А  вот при  высоких  энергиях протонов,  при  которых  их  скорость  сопоставима  со  скоростью  света,  угол разлета оказывается заметно меньше девяноста градусов.  Это означает, что-либо  закон  сохранения  импульса  не  выполняется  при  высоких,  релятивистских скоростях, либо что-то происходит с величиной массы протонов. Чтобы расчеты  были  в  согласии  с  экспериментальными  данными  и  чтобы  можно было пользоваться классическим определением импульса, необходимо было признать, что масса частиц зависит от скорости движения: 


                                    
Именно  такую  зависимость  предсказывала  теория  относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. 



В основу СТО положены два постулата. 

1.  Во  всех  инерциальных  системах  отсчета  скорость  света  неизменна (является  инвариантом)  и  не  зависит  от  движения  источника,  приемника  или  самой системы отсчета 

                                                    с = inv.                                (2.2)  

В  классической  механике  Галилея -  Ньютона  величина  скорости  относительного  сближения  двух  тел всегда больше скоростей этих тел и  зависит как от скорости одного объекта, так и от скорости другого. 

Поэтому нам трудно поверить, что скорость света не  зависит  от  скорости  его  источника,  но  это  научный факт. 

2.  Реальное  пространство  и  время  образуют  единый  четырехмерный пространственно-временной  континуум (сокращенно  будем  его  обозначать ПВК) так, что при переходе между системами отсчета сохраняется неизменным величина пространственно-временного интервала между событиями 



В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета.  Здесь  два  события,  одновременные  в  одной  системе  отсчета,  выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся, системы отсчета. 
 
В специальной теории относительности сохраняются все основные определения классической физики - импульса, работы, энергии. Однако появляется и новое: в первую очередь - зависимость массы от скорости движения (2.1). Поэтому  нельзя  использовать классическое  выражение  для  кинетической энергии, ведь оно получено в предположении о неизменности массы объекта и  при  высоких,  релятивистских  скоростях  должно  быть  заменено  на  новую зависимость 

                                        W = m с²                                                     (2.5) 

Это  самая известная формула  специальной  теории относительности. Оказывается, что изменение релятивистской энергии тела эквивалентно изменению его динамической массы. Используя формулу (2.5), можно связать энергию с величиной массы покоя:  
 


В этом выражении присутствует квадрат скорости, что роднит его с формулой  кинетической  энергии  в механике Ньютона. Однако  для  неподвижного тела релятивистская энергия не обращается в ноль:  

                                          W_o = m_o с².                                                    (2.7) 

Очевидно, что для этой энергии нет аналога в классическом естествознании, где  для  неподвижного  тела  имеется  потенциальная  энергия  взаимодействия частей тела, но она явным образом зависит от расстояния между взаимодействующими частями тела. Можно сказать, что W0 - это потенциальная энергия  внутренних  уровней  взаимодействия,  которые не могут  быть  сведены  к механическому  движению,  гравитационному  или  кулоновскому  взаимодействиям. 

Чтобы найти величину кинетической энергии тела в СТО, необходимо из полной энергии вычесть энергию покоящегося тела: 

                                             W_k = W - W_o.                                              (2.8) 




 

 
Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с. 

 
 

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки



 
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам. 
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B5%D0%BF%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%87%D0%B5%D1%82%D1%8B%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0_-_%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B8»
@@ Строка 3: / Строка 3: @@
 '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Естествознание|Естествознание]]&gt;&gt;[[Естествознание 11 класс|Естествознание 11 класс]]&gt;&gt; Концепция четырехмерного пространства - времени'''
-<br>
+<br> <br>
-.3. Концепция четырехмерного пространства - времени <br><br>Важнейшим&nbsp; достижением&nbsp; классического&nbsp; естествознания&nbsp; явилось&nbsp; открытие законов сохранения импульса и энергии. Эти законы остаются в силе и&nbsp; для&nbsp; современного&nbsp; естествознания,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; законы&nbsp; сохранения&nbsp; являются следствием свойств симметрии пространства и времени и не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутой системе - электрических, механических,&nbsp; магнитных&nbsp; или&nbsp; ядерных.&nbsp; Проверка&nbsp; этих&nbsp; фундаментальных&nbsp; законов природы в области скоростей движения частиц, стремящихся к скорости света, приводит к неожиданным результатам. <br><br>Взаимодействием может быть удар двух частиц, например электрона и атома.&nbsp; При&nbsp; этом&nbsp; возможны&nbsp; потери&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; электрона.&nbsp; Если происходит&nbsp; возбуждение&nbsp; электронной&nbsp; оболочки&nbsp; атома,&nbsp; удар&nbsp; будет&nbsp; неупругим. При соударении двух протонов возбуждения не происходит, и удар является абсолютно упругим. Для таких случаев законы сохранения позволяют найти величины векторов импульсов частиц после удара. <br>&nbsp;<br>Отметим,&nbsp; не&nbsp; приводя&nbsp; вычислений,&nbsp; характерную&nbsp; особенность&nbsp; разлетающихся частиц: сумма углов разлета должна быть равна&nbsp; прямому углу. &nbsp;<br><br>карт<br><br>Рис. 2.6. Схема сохранения величины импульса при упругом столкновении <br><br>Для&nbsp; регистрации&nbsp; столкновений&nbsp; протонов&nbsp; используют&nbsp; метод&nbsp; ядерных фотоэмульсий, в которых заряженные частицы оставляют автографы - треки. После&nbsp; проявления&nbsp; фотопластинок&nbsp; следы,&nbsp; оставленные&nbsp; частицами&nbsp; разных энергий, рассматривают при увеличении, производят измерения углов разлета и пробегов рассеянных частиц. Проведенные эксперименты показали, что в области&nbsp; скоростей, много меньших&nbsp; скорости&nbsp; света, имеется&nbsp; точное&nbsp; согласие&nbsp; с предсказаниями&nbsp; классической механики. А&nbsp; вот при&nbsp; высоких&nbsp; энергиях протонов,&nbsp; при&nbsp; которых&nbsp; их&nbsp; скорость&nbsp; сопоставима&nbsp; со&nbsp; скоростью&nbsp; света,&nbsp; угол разлета оказывается заметно меньше девяноста градусов.&nbsp; Это означает, что-либо&nbsp; закон&nbsp; сохранения&nbsp; импульса&nbsp; не&nbsp; выполняется&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских скоростях, либо что-то происходит с величиной массы протонов. Чтобы расчеты&nbsp; были&nbsp; в&nbsp; согласии&nbsp; с&nbsp; экспериментальными&nbsp; данными&nbsp; и&nbsp; чтобы&nbsp; можно было пользоваться классическим определением импульса, необходимо было признать, что масса частиц зависит от скорости движения: <br><br>карт<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;<br>Именно&nbsp; такую&nbsp; зависимость&nbsp; предсказывала&nbsp; теория&nbsp; относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. <br><br>карт<br>А. Эйнштейн <br>(1879 – 1955) <br><br>В основу СТО положены два постулата. <br><br>1.&nbsp; Во&nbsp; всех&nbsp; инерциальных&nbsp; системах&nbsp; отсчета&nbsp; скорость&nbsp; света&nbsp; неизменна (является&nbsp; инвариантом)&nbsp; и&nbsp; не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; движения&nbsp; источника,&nbsp; приемника&nbsp; или&nbsp; самой <br>системы отсчета <br><br>с = inv.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.2) &nbsp;<br><br>В&nbsp; классической&nbsp; механике&nbsp; Галилея -&nbsp; Ньютона&nbsp; величина&nbsp; скорости&nbsp; относительного&nbsp; сближения&nbsp; двух&nbsp; тел всегда больше скоростей этих тел и&nbsp; зависит как от скорости одного объекта, так и от скорости другого. <br><br>Поэтому нам трудно поверить, что скорость света не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; скорости&nbsp; его&nbsp; источника,&nbsp; но&nbsp; это&nbsp; научный факт. <br><br>2.&nbsp; Реальное&nbsp; пространство&nbsp; и&nbsp; время&nbsp; образуют&nbsp; единый&nbsp; четырехмерный пространственно-временной&nbsp; континуум (сокращенно&nbsp; будем&nbsp; его&nbsp; обозначать ПВК) так, что при переходе между системами отсчета сохраняется неизменным величина пространственно-временного интервала между событиями <br><br>карт<br><br>Величина ?S определяется следующим выражением <br><br>карт<br><br>В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета.&nbsp; Здесь&nbsp; два&nbsp; события,&nbsp; одновременные&nbsp; в&nbsp; одной&nbsp; системе&nbsp; отсчета,&nbsp; выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся, системы отсчета. <br>&nbsp;<br>В специальной теории относительности сохраняются все основные определения классической физики - импульса, работы, энергии. Однако появляется и новое: в первую очередь - зависимость массы от скорости движения (2.1). Поэтому&nbsp; нельзя&nbsp; использовать классическое&nbsp; выражение&nbsp; для&nbsp; кинетической энергии, ведь оно получено в предположении о неизменности массы объекта и&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских&nbsp; скоростях&nbsp; должно&nbsp; быть&nbsp; заменено&nbsp; на&nbsp; новую зависимость <br><br>W = m с2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.5) <br><br>Это&nbsp; самая известная формула&nbsp; специальной&nbsp; теории относительности. Оказывается, что изменение релятивистской энергии тела эквивалентно изменению его динамической массы. Используя формулу (2.5), можно связать энергию с величиной массы покоя: &nbsp;<br>&nbsp;<br>карт<br><br>В этом выражении присутствует квадрат скорости, что роднит его с формулой&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; в механике Ньютона. Однако&nbsp; для&nbsp; неподвижного тела релятивистская энергия не обращается в ноль: &nbsp;<br><br>Wo = mo с2.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.7) <br><br>Очевидно, что для этой энергии нет аналога в классическом естествознании, где&nbsp; для&nbsp; неподвижного&nbsp; тела&nbsp; имеется&nbsp; потенциальная&nbsp; энергия&nbsp; взаимодействия частей тела, но она явным образом зависит от расстояния между взаимодействующими частями тела. Можно сказать, что W0 - это потенциальная энергия&nbsp; внутренних&nbsp; уровней&nbsp; взаимодействия,&nbsp; которые не могут&nbsp; быть&nbsp; сведены&nbsp; к механическому&nbsp; движению,&nbsp; гравитационному&nbsp; или&nbsp; кулоновскому&nbsp; взаимодействиям. <br><br>Чтобы найти величину кинетической энергии тела в СТО, необходимо из полной энергии вычесть энергию покоящегося тела: <br><br>WK = W - Wo.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.8) <br><br><br><br><br>
+'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2.3. Концепция четырехмерного пространства - времени <br>'''<br>Важнейшим&nbsp; достижением&nbsp; классического&nbsp; [[Естествознание_10_класс|естествознания]]&nbsp; явилось&nbsp; открытие законов сохранения импульса и энергии. Эти законы остаются в силе и&nbsp; для&nbsp; современного&nbsp; естествознания,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; законы&nbsp; сохранения&nbsp; являются следствием свойств симметрии пространства и времени и не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутой системе - электрических, механических,&nbsp; магнитных&nbsp; или&nbsp; ядерных.&nbsp; Проверка&nbsp; этих&nbsp; фундаментальных&nbsp; законов [[Поэзия_родной_природы.|природы]] в области скоростей движения частиц, стремящихся к скорости света, приводит к неожиданным результатам. <br><br>Взаимодействием может быть удар двух частиц, например электрона и атома.&nbsp; При&nbsp; этом&nbsp; возможны&nbsp; потери&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; электрона.&nbsp; Если происходит&nbsp; возбуждение&nbsp; электронной&nbsp; оболочки&nbsp; атома,&nbsp; удар&nbsp; будет&nbsp; неупругим. При соударении двух протонов возбуждения не происходит, и удар является абсолютно упругим. Для таких случаев законы сохранения позволяют найти величины векторов импульсов частиц после удара. <br>&nbsp;<br>Отметим,&nbsp; не&nbsp; приводя&nbsp; вычислений,&nbsp; характерную&nbsp; особенность&nbsp; разлетающихся частиц: сумма углов разлета должна быть равна&nbsp; прямому углу. &nbsp;
+<br>[[Image:27-02-014.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>Для&nbsp; регистрации&nbsp; столкновений&nbsp; протонов&nbsp; используют&nbsp; метод&nbsp; ядерных фотоэмульсий, в которых заряженные частицы оставляют автографы - треки. После&nbsp; проявления&nbsp; фотопластинок&nbsp; следы,&nbsp; оставленные&nbsp; частицами&nbsp; разных энергий, рассматривают при увеличении, производят измерения углов разлета и пробегов рассеянных частиц. Проведенные эксперименты показали, что в области&nbsp; скоростей, много меньших&nbsp; скорости&nbsp; света, имеется&nbsp; точное&nbsp; согласие&nbsp; с предсказаниями&nbsp; классической [[Основное_утверждение_механики|механики]]. А&nbsp; вот при&nbsp; высоких&nbsp; энергиях протонов,&nbsp; при&nbsp; которых&nbsp; их&nbsp; скорость&nbsp; сопоставима&nbsp; со&nbsp; скоростью&nbsp; света,&nbsp; угол разлета оказывается заметно меньше девяноста градусов.&nbsp; Это означает, что-либо&nbsp; закон&nbsp; сохранения&nbsp; импульса&nbsp; не&nbsp; выполняется&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских скоростях, либо что-то происходит с величиной массы протонов. Чтобы расчеты&nbsp; были&nbsp; в&nbsp; согласии&nbsp; с&nbsp; экспериментальными&nbsp; данными&nbsp; и&nbsp; чтобы&nbsp; можно было пользоваться классическим определением импульса, необходимо было признать, что масса частиц зависит от скорости движения: <br><br>[[Image:27-02-015.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;<br>Именно&nbsp; такую&nbsp; зависимость&nbsp; предсказывала&nbsp; теория&nbsp; относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. <br><br>[[Image:27-02-016.jpg|эйнштейн]]<br><br>В основу СТО положены два постулата. <br><br>1.&nbsp; Во&nbsp; всех&nbsp; инерциальных&nbsp; системах&nbsp; отсчета&nbsp; скорость&nbsp; света&nbsp; неизменна (является&nbsp; инвариантом)&nbsp; и&nbsp; не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; движения&nbsp; источника,&nbsp; приемника&nbsp; или&nbsp; самой системы отсчета <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; с = inv.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.2) &nbsp;'''<br><br>В&nbsp; классической&nbsp; механике&nbsp; Галилея -&nbsp; [[Второй_закон_Ньютона|Ньютона]]&nbsp; величина&nbsp; скорости&nbsp; относительного&nbsp; сближения&nbsp; двух&nbsp; тел всегда больше скоростей этих тел и&nbsp; зависит как от скорости одного объекта, так и от скорости другого. <br><br>Поэтому нам трудно поверить, что скорость света не&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; скорости&nbsp; его&nbsp; источника,&nbsp; но&nbsp; это&nbsp; научный факт. <br><br>2.&nbsp; Реальное&nbsp; пространство&nbsp; и&nbsp; время&nbsp; образуют&nbsp; единый&nbsp; четырехмерный пространственно-временной&nbsp; континуум (сокращенно&nbsp; будем&nbsp; его&nbsp; обозначать ПВК) так, что при переходе между системами отсчета сохраняется неизменным величина пространственно-временного интервала между событиями
+<br>[[Image:27-02-017.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>В СТО не существует событий одномоментных во всех системах отсчета.&nbsp; Здесь&nbsp; два&nbsp; события,&nbsp; одновременные&nbsp; в&nbsp; одной&nbsp; системе&nbsp; отсчета,&nbsp; выглядят разновременными с точки зрения другой, движущейся или покоящейся, системы отсчета. <br>&nbsp;<br>В специальной теории относительности сохраняются все основные определения классической [[Загадка_квантовой_физики|физики]] - импульса, работы, энергии. Однако появляется и новое: в первую очередь - зависимость массы от скорости движения (2.1). Поэтому&nbsp; нельзя&nbsp; использовать классическое&nbsp; выражение&nbsp; для&nbsp; кинетической энергии, ведь оно получено в предположении о неизменности массы объекта и&nbsp; при&nbsp; высоких,&nbsp; релятивистских&nbsp; скоростях&nbsp; должно&nbsp; быть&nbsp; заменено&nbsp; на&nbsp; новую зависимость <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W = m с<sup>2&nbsp;&nbsp;</sup>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.5) '''<br><br>Это&nbsp; самая известная формула&nbsp; специальной&nbsp; теории относительности. Оказывается, что изменение релятивистской энергии тела эквивалентно изменению его динамической массы. Используя формулу (2.5), можно связать энергию с величиной массы покоя: &nbsp;<br>&nbsp;<br>[[Image:27-02-018.jpg|Концепция четырехмерного пространства - времени]]<br><br>В этом выражении присутствует квадрат [[Среднее_значение_квадрата_скорости_молекул|скорости]], что роднит его с формулой&nbsp; кинетической&nbsp; энергии&nbsp; в механике Ньютона. Однако&nbsp; для&nbsp; неподвижного тела релятивистская энергия не обращается в ноль: &nbsp;<br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W<sub>o</sub> = m<sub>o</sub> с<sup>2</sup>.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.7) '''<br><br>Очевидно, что для этой энергии нет аналога в классическом естествознании, где&nbsp; для&nbsp; неподвижного&nbsp; тела&nbsp; имеется&nbsp; потенциальная&nbsp; энергия&nbsp; взаимодействия частей тела, но она явным образом зависит от расстояния между взаимодействующими частями тела. Можно сказать, что W0 - это потенциальная энергия&nbsp; внутренних&nbsp; уровней&nbsp; взаимодействия,&nbsp; которые не могут&nbsp; быть&nbsp; сведены&nbsp; к механическому&nbsp; движению,&nbsp; гравитационному&nbsp; или&nbsp; кулоновскому&nbsp; взаимодействиям. <br><br>Чтобы найти величину кинетической энергии тела в СТО, необходимо из полной [[Генерирование_электрической_энергии|энергии]] вычесть энергию покоящегося тела: <br><br>'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; W<sub>k</sub> = W - W<sub>o</sub>.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2.8) '''<br><br><br><br><br>
 <br>

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: