A relativitáselmélet - studopediya

A késő XIX században, a legtöbb kutató hajlamosak azt a nézetet, hogy a fizikai kép a világ elsősorban épült, és továbbra is szilárdan a jövőben - csak adja meg a részleteket. De az első évtizedekben a huszadik század fizikai nézetek radikálisan megváltoztak. Ez volt az eredménye a „lépcsőzetes” tudományos felfedezések rendkívül rövid történelmi időszak, amely az elmúlt években a tizenkilencedik század első évtizedeiben a huszadik század, amelyek közül sok nem fér bele az elképzelést, hétköznapi emberi tapasztalat. Egy példája a relativitáselmélet, székhelye Albertom Eynshteynom (1879-1955).

A relativitáselmélet - egy fizikai elmélet a tér-idő, vagyis az elmélet, amely leírja az egyetemes térbeli és időbeli tulajdonságainak fizikai folyamatok. A kifejezés 1906-ban Max Planck annak hangsúlyozására, a szerepe a relativitás elve
A speciális relativitáselmélet (és később, az általános relativitáselmélet).

Szűkebb értelemben a relativitáselmélet tartalmaz speciális és általános relativitáselmélet. Speciális relativitáselmélet (a továbbiakban - STR) utal folyamatok a tanulmány, amely a gravitációs mezők is elhanyagolhatók; általános relativitáselmélet (a továbbiakban - GRT) - a gravitáció elmélete, Newton általánosít.

Különleges. vagy a speciális relativitáselmélet - elméleti téridő szerkezetét. Ez volt az első bemutatott 1905 Albertom Eynshteynom tanulmányában „A elektrodinamika mozgó testek”. Az elmélet a mozgás, a mechanika törvényei, valamint a térbeli és időbeli viszonyok, amelyek meghatározzák azokat minden sebességnél,
beleértve közel fénysebességgel. newtoni mechanika
SRT egy becsült kis sebességeknél.

Ennek egyik oka a siker Alberta Eynshteyna hogy ő fölé helyezett elméleti kísérleti adatokkal. Ha több kísérlet, az eredmények azt mutatták, szemben a hagyományos elmélet, sok fizikus úgy vélte, hogy ezek a kísérletek rossz.

Albert Einstein volt az egyik első, aki úgy döntött, hogy egy új elmélet alapján az új kísérleti adatokkal.

A 19. század végén a fizika megtalálása titokzatos étert - közepes, ahol a közös feltételezések terjedtek fényhullámok, mint akusztikai terjesztésre, amely előírja a levegő vagy más közegben - szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú. Hit a létezését az éter vezetett arra a meggyőződésre, hogy a fény sebessége kell befolyásolhatják a megfigyelő relatív sebesség az éterben. Albert Einstein elhagyott fogalmát éter, és azt javasolta, hogy minden fizikai törvények, beleértve a fény sebessége, ugyanaz, függetlenül a megfigyelő - amint ezt a kísérletet.

SRT arról, hogyan kell értelmezni a mozgás közötti inerciális referencia rendszerek - egyszerűen, a tárgyak, amelyek a mozgó állandó sebességgel egymáshoz képest. Einstein elmagyarázta, hogy ha két tárgy mozog állandó sebességgel, figyelembe kell venni azok mozgását egymáshoz képest, ahelyett, hogy az egyiket az abszolút vonatkoztatási rendszer. Tehát, ha két kozmonauta repült két űrhajók és összehasonlítani kívánt észrevételeiket, az egyetlen dolog, amit tudnod kell - ez a sebesség egymáshoz képest.

Speciális relativitáselmélet tartja csak egy speciális esete (innen a név), amikor a mozgás egyenletes.

Ennek alapján nem lehet kimutatni, az abszolút mozgás, Albert Einstein megállapította, hogy az egyenlőség minden inerciális referencia rendszereket. Ő fogalmazta két fontos alapelv, amely alapját képezte egy új elmélet a tér és idő, az úgynevezett különleges Relativitáselmélet (SRT):

1. A relativitás elve Einstein - ez az elv általánosítása elvének galileai relativitás (arra hivatkozik, ugyanaz a dolog, de nem minden a természet törvényei, de csak a klasszikus mechanika törvényei, nyitva hagyva a kérdést, hogy az alkalmazhatóságát a relativitás elve, hogy az optika és elektrodinamika) bármilyen fizikai. Azt mondja, a fizikai folyamatok azonos feltételek mellett a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerek (ISO) folytassa ugyanúgy. Ez azt jelenti, hogy minden olyan fizikai kísérleteket végzett belsejében egy zárt ISO, nem tudjuk meghatározni, hogy nyugalomban vagy mozgó egyenletesen egy egyenes vonal. Így az összes ISO teljesen egyenértékű, és a fizika törvényei invariáns kiválasztása tekintetében az ISO (vagyis egyenletek kifejező ezek a törvények ugyanolyan formában az összes inerciális referencia rendszerek).

2. Az elv állandóságának fénysebesség - a fénysebesség állandó, és független a vezetési forrást és egy fényérzékelő. Ez ugyanaz minden irányban és minden inerciális referencia rendszereket. A fény sebessége vákuumban - a sebességhatárt a természetben - ez az egyik legfontosabb fizikai állandók, az úgynevezett univerzális állandók.

A legfontosabb következménye SRT volt híres Einstein képlet a tömeg és az energia kapcsolatok E = mc 2 (ahol C - a fénysebesség), ami azt mutatta egységét az idő és tér, amely kifejezett együttes változása jellemzőik koncentrációjától függően a tömegek és azok mozgása, és megerősítette az adat a modern fizika . Az idő és a tér már nem tekinthető egymástól függetlenül, és ott volt egy ötlete, a tér-idő négydimenziós kontinuum.

Szerint a nagy fizikus elméletét, amikor egy anyagi test sebessége növekszik, megközelíti a fény sebességét, és növeli annak tömegét. Ie annál gyorsabb a tárgy mozog, annál nehezebbé válik. Ha el tudjuk érni a fény sebessége, a testsúly, valamint az energia lesz végtelen. Minél nehezebb a test, annál nehezebb a sebesség növeléséhez; hogy gyorsítsák fel a test végtelen tömege végtelen mennyiségű energia szükséges, így eléri a fény sebességét lehetetlen anyagi objektumok.

A relativitáselmélet, „két törvény - a törvény tömegmegmaradás és az energiatakarékosság - elvesztette a függetlenségét egymástól igazságosság és egyesítjük egyetlen törvény, amely lehet nevezni a törvény az energiamegmaradás és a tömeg.” Mivel a kapcsolat alapvető a két fogalom közötti, az ügyet lehet alakítani az energia, és fordítva - az energia anyaggá.

Az általános relativitás elmélet feltételezi, hogy a gravitáció hatása okozza, nem pedig a hatályos kölcsönhatása szervek és területek, valamint a deformáció a tér-idő, amelyben találhatók. Ez a deformáció kapcsolódik különösen jelenlétében tömeg-energia.

GRT most - a legsikeresebb gravitációelmélete, jól megerősítette észrevételeit. GRT -ról állomások gyorsított, azaz inerciális rendszerben. Az alapelvek az általános relativitáselmélet a következők:

- korlátozás területeit alkalmazhatóságának elvét állandóságának fénysebesség, ahol gravitációs erők elhanyagolhatóak (ahol a gravitáció nagy, a fény sebessége lelassul);

- terjedése a relativitás elve, hogy minden mozgó rendszerek (és nem csak a tehetetlenségi).

Az OTO vagy elmélet teher-CIÓ is iskho-dit kísérleti tény egyenértékűség tehetetlenségi és gravitációs cionális vagy egyenértékű tehetetlenségi-CIÓ és gravitációs mezők.

Az egyenértékűség elve fontos szerepet játszik a tudomány. Mindig lehet számítani Nepo-sredstvenno akció a tehetetlenségi erő bármilyen fizikai rendszer, és ez ad nekünk arra, hogy ismeri a jelenséget, a gravitációs mező, zavaró-Yas annak heterogenitása, ami gyakran nagyon alacsony.

Az általános relativitáselmélet készített egy sor fontos következtetéseket:

1. Az ingatlan a tér-idő függ a mozgó anyag.

2. A fénynyaláb, amelynek inert, és így súlyos tömeg, meg kell hajlítani egy gravitációs mezőben.

3. A frekvencia a fény hatására a gravitációs tér irányába kell eltolni alacsonyabb értékeket.

Sokáig kísérleti igazolását az általános relativitáselmélet ez nem volt elég. közötti megállapodás elmélet és a tapasztalat is elég jó, de a tisztaság különböző kísérletek törött összetett mellékhatásai. A hatás azonban a görbület a tér-idő is megtalálható a mérsékelt gravitációs mezők. Nézd nagyon érzékeny, például képes észlelni a lassuló idő a Föld felszínét. Bővíteni az alap kísérleti általános relativitáselmélet, a második felében a XX század, új kísérleteket végeztünk: ellenőrzi az ekvivalencia tehetetlenségi és a gravitációs tömege (ideértve a lézeres kezdve a Hold);
via radar tisztázta mozgása perihelion Merkúr; mért gravitációs eltérítő rádióhullámok nap, bolygók végzett radarrendszer; Mi hatását vizsgáltuk gravitációs mező a Nap rádiókommunikáció űrhajók, amelyek küldtek távoli bolygók a Naprendszer, stb Mindegyikük, így vagy úgy, megerősítették az előrejelzések származó általános relativitáselmélet.

Így a speciális relativitáselmélet alapja a posztulátumok állandóságának a fénysebesség és az azonosság a természet törvényei minden fizikai rendszerek, és a főbb eredményeket, amelyekre jön közül a relatív tulajdonságai a tér-idő; relativitáselmélet tömege és energiája; egyenértékűségét gravitációs és tehetetlenségi tömeget.

A legjelentősebb eredménye az általános relativitáselmélet filozófiai szemszögből annak megállapítása, tér-időbeli függését tulajdonságait a világ helyét és mozgását gravitáló tömeg. Ez annak köszönhető, hogy a hatása szervek
nagy tömegek íves mozgás utak fénysugarak. Ezért a gravitációs mező által létrehozott ilyen szervek, határozza meg a végső tér-idő tulajdonságait a világon.

A speciális relativitáselmélet absztrahálja hatására gravitációs mezők, ezért következtetései kizárólag a kis területen a tér - idő. A döntő különbség az általános relativitáselmélet az előző alapvető fizikai elméletek elutasítása számos régi ötletek és új formáit is. Azt mondják, hogy az általános relativitáselmélet tett valódi forradalmat kozmológia. Ennek alapján, vannak különböző modellek az univerzumban.