Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 23

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 236 >> Следующая


§ 1.5.2. Одновременность событий.

Синхронизация часов

1°. При проведении различных физических измерений широко пользуются понятием одновременности двух или нескольких событий. Например, для определения длины I стержня, расположенного вдоль оси OX системы отсчета К и движущегося относительно этой системы, необходимо одновременно) т. е. в один и тот же момент времени t,
74

ГЛ. 1.5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

зафиксировать значения X2(J) и X1(J) координат концов стержня:

I = IX2(J) - X1(J)I-

Определение момента времени совершения того или иного события (например, старта или посадки космического корабля) сводится к установлению показания часов, одновременного рассматриваемому событию. Это легко сделать с помощью часов, находящихся в том же месте, где происходит событие. Таким образом, в каждой системе отсчета должно быть множество часов, находящихся в различных точках пространства. Само собой разумеется, что все эти часы должны идти согласованно, синхронно — их показания в каждый момент времени J должны быть одинаковыми.

2°. Синхронность хода часов, находящихся рядом, т. е. в одном и том же месте пространства, можно проверить по совпадению их показаний в каждый произвольный момент времени. Синхронность хода часов, находящихся в удаленных друг от друга точках А и В, можно было бы проверить аналогичным образом, имея в своем распоряжении возможность посылать сигналы точного времени, распространяющиеся из А в В мгновенно. Однако опыт показывает, что такой способ неосуществим, так как скорость любого сигнала не может превосходить скорость света в вакууме.

Можно поступить следующим образом — перевезти часы из точки В в А, убедиться в синхронности их хода с часами, находящимися в точке А, а затем аккуратно перевезти часы обратно в точку В. Проверить, что привезенные в точку В часы продолжают идти одинаково быстро с часами, оставшимися в точке А, можно с помощью сигналов времени, отправляемых из А в В через определенные равные промежутки времени по часам в точке А. Однако таким способом нельзя установить, не произошел ли при перевозке часов сдвиг в начале отсчета времени по ним, т. е. не стали ли часы, привезенные в точку В, спешить или отставать от часов в точке А на постоянную величину AJ.

3°. Вопрос о синхронности хода часов, находящихся в разных точках А и В, можно решить только путем однозначного соглашения (определения) относительно того, когда эти часы следует считать синхронными. За основу такого определения Эйнштейн взял реальный физический процесс — распростра-
§ 1.5.2. ОДНОВРЕМЕННОСТЬ СОБЫТИЙ

75

нение света в вакууме. При этом он исходил из того, что скорость света в вакууме, во-первых, является максимально возможной в природе скоростью передачи сигналов, а во-вторых, одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета.

Пусть по часам в точке А световой сигнал отправляется из этой точки в момент времени J1 и после отражения в точке В возвращается в А в момент времени J3. Тогда, по определению, часы в точке В идут синхронно с часами в точке А, если они идут одинаково быстро и в момент прихода светового сигнала в точку В установленные в ней часы показывают время t2 = = (J1 + ts)/2.

4°. В специальной теории относительности ход времени в различных инерциальных системах отсчета различен. Соответственно, промежуток времени между какими-либо двумя определенными событиями относителен: он изменяется при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. В частности, относительна одновременность двух событий, происходящих в разных точках пространства. События, одновременные в одной инерциальной системе отсчета, вовсе не одновременны в других инерциальных системах отсчета, движущихся относительно первой. В одних системах отсчета первое из этих двух событий происходит раньше второго, а в других — позже второго.

Так, в примере, показанном на рис. 1.5.1 (см. 1.5.1.4°), достижение светом вспышки точек А и В — события, одновременные в неподвижной системе отсчета К. В движущейся системе отсчета К' эти события не одновременны. В точку А, удаляющуюся от источника световой вспышки — точки О', свет попадет позже, чем в точку В, приближающуюся к О'.

События, связанные причинно-следственной связью, не могут совершаться одновременно ни в одной системе отсчета, так как всякое следствие обусловлено каким-то процессом, вызываемым причиной. Между тем любой процесс (физический, химический, биологический) не может протекать мгновенно. Поэтому относительность ни в какой мере не противоречит причинности. В любой инерциальной системе отсчета событие-следствие всегда совершается позже, чем событие, являющееся его причиной.
76

ГЛ. 1.5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

§ 1.5.3. Преобразования Лоренца

1°. Из постулатов специальной теории относительности, а также из однородности и изотропности пространства (1.2.7.1°, 1.4.4.1°) и однородности времени (1.3.4.2°) следует, что соотношения между координатами и временем одного и того же события в двух инерциальных системах отсчета выражаются преобразованиями Лоренца, а не преобразованиями Галилея (1.2.8.1°), как это считается в классической (ньютоновской) механике. Согласно принципу относительности и вышеуказанным свойствам симметрии пространства и времени преобразования Лоренца должны быть линейными.
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed