PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Основы специальной теории относительности
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Основы специальной теории относительности


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Основы специальной теории относительности


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 Основы специальной теории относительности
Описание слайда:

Основы специальной теории относительности

№ слайда 2 Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1 стр. 130 – Введение§ 28 – знать:В чем проявляется
Описание слайда:

Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1 стр. 130 – Введение§ 28 – знать:В чем проявляется относительность механического движенияПринцип относительности ГалилеяСуть и принцип опыта МайкельсонаПостулаты СТО§ 29 – знать: Смысл и формулы для кинематических следствий СТО

№ слайда 3 Специальная (или частная) теория относительности (СТО) представляет собой соврем
Описание слайда:

Специальная (или частная) теория относительности (СТО) представляет собой современную физическую теорию пространства и времени. Наряду с квантовой механикой, СТО служит теоретической базой современной физики и техники. СТО часто называют релятивистской теорией, а специфические явления, описываемые этой теорией, – релятивистскими эффектами. Эти эффекты наиболее отчетливо проявляются при скоростях движения тел, близких к скорости света в вакууме c ≈ 3·108 м/с.

№ слайда 4 Создатели СТО Специальная теория относительности была создана А. Эйнштейном (190
Описание слайда:

Создатели СТО Специальная теория относительности была создана А. Эйнштейном (1905 г.). Предшественниками Эйнштейна, очень близко подошедшими к решению проблемы, были нидерландский физик Х. Лоренц и выдающийся французский физик А. Пуанкаре.Значительный вклад внесли Д. Лармор, Д.Фитцджеральд, математик Г. Минковский.

№ слайда 5 Альберт Эйнштейн (Einstein) (14.III.1879–18.IV.1955) Физик-теоретик, один из осн
Описание слайда:

Альберт Эйнштейн (Einstein) (14.III.1879–18.IV.1955) Физик-теоретик, один из основателей современной физики. Родился в Германии, с 1893 жил в Швейцарии, в 1933 эмигрировал в США. В 1905 вышла в свет его первая серьезная научная работа, посвященная броуновскому движению: «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории». В том же году вышла и другая работа Эйнштейна «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». Вслед за Максом Планком он выдвинул предположение, что свет испускается и поглощается дискретно, и сумел объяснить фотоэффект. Эта работа была удостоена Нобелевской премии (1921).Наибольшую известность Эйнштейну все же принесла теория относительности, изложенная им впервые в 1905 году, в статье «К электродинамике движущихся тел».

№ слайда 6 Хендрик Антон Лоренц (Lorentz) (18.VII.1853–4.II.1898) Нидерландский физик-теоре
Описание слайда:

Хендрик Антон Лоренц (Lorentz) (18.VII.1853–4.II.1898) Нидерландский физик-теоретик, создатель классической электронной теории. Работы в области электродинамики, термодинамики, оптики, теории излучения, атомной физики. Исходя из электромагнитной теории Максвелла–Герца и вводя в учение об электричестве атомистику, создал (1880–1909) классическую электронную теорию, основанную на анализе движений дискретных электрических зарядов. Вывел формулу, связывающую диэлектрическую проницаемость с плотностью диэлектрика, и зависимость показателя преломления вещества от его плотности (формула Лоренца–Лоренца), дал выражение для силы, действующей на движущийся заряд в магнитном поле (сила Лоренца), объяснил зависимость электропроводности вещества от теплопроводности, развил теорию дисперсии света. Для объяснения опыта Майкельсона–Морли выдвинул (1892) гипотезу о сокращении размеров тел в направлении их движения (сокращение Лоренца). В 1904 вывел формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени одного и того же события в двух различных инерциальных системах отсчета (преобразования Лоренца). Подготовил переход к теории относительности.

№ слайда 7 Анри Пуанкаре (Poincare) (29.IV.1854–17.VII.1912) Французский математик и физик.
Описание слайда:

Анри Пуанкаре (Poincare) (29.IV.1854–17.VII.1912) Французский математик и физик. Основные труды по топологии, теории вероятностей, теории дифференциальных уравнений, теории автоморфных функций, неевклидовой геометрии. Занимался математической физикой, в частности теорией потенциала, теорией теплопроводности, а также решением различных задач по механики и астрономии. В 1905 написал сочинения «О динамике электрона», в которой независимо от А. Эйнштейна развил математические следствия «постулата относительности».

№ слайда 8 Принцип относительности и преобразования Галилея. законы динамики одинаковы во в
Описание слайда:

Принцип относительности и преобразования Галилея. законы динамики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Этот принцип означает, что законы динамики инвариантны (т. е. неизменны) относительно преобразований Галилея, которые позволяют вычислить координаты движущегося тела в одной инерциальной системе (K), если заданы координаты этого тела в другой инерциальной системе (K'). В частном случае, когда система K' движется со скоростью υ вдоль положительного направления оси x системы K преобразования Галилея имеют вид: x = x' +  υxt,   y = y',   z = z',   t = t'.В начальный момент оси координат обеих систем совпадают.

№ слайда 9 Принцип относительности и преобразования Галилея. Следствие преобразований Галил
Описание слайда:

Принцип относительности и преобразования Галилея. Следствие преобразований Галилея - закон преобразования скоростей при переходе от одной системы отсчета к другой: υx =  υ'x +  υ,    υy =  υ'y,    υz =  υ'z.Ускорения тела во всех инерциальных системах оказываются одинаковыми. Следовательно, уравнение движения классической механики не меняет своего вида при переходе от одной инерциальной системы к другой.

№ слайда 10 Постулаты СТО В основе специальной теории относительности лежат два постулата (и
Описание слайда:

Постулаты СТО В основе специальной теории относительности лежат два постулата (или принципа), сформулированные Эйнштейном в 1905 г.Эти принципы являются обобщением всей совокупности опытных фактов.

№ слайда 11 Принцип относительности Эйнштейна: все законы природы инвариантны по отношению к
Описание слайда:

Принцип относительности Эйнштейна: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму.

№ слайда 12 Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скоро
Описание слайда:

Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

№ слайда 13 Принцип соответствия Н.Бора новая теория (СТО) не отвергла старую классическую м
Описание слайда:

Принцип соответствия Н.Бора новая теория (СТО) не отвергла старую классическую механику Ньютона, а только уточнила пределы ее применимости. Такая взаимосвязь между старой и новой, более общей теорией, включающей старую теорию как предельный случай, носит название принципа соответствия.

№ слайда 14 Опыты Майкельсона и Морли Майкельсон (Michelson) Альберт (19.XII.1852–9.V.1931).
Описание слайда:

Опыты Майкельсона и Морли Майкельсон (Michelson) Альберт (19.XII.1852–9.V.1931).Американский физик. В 1878–82 и 1924–26 провел измерения скорости света, долгое время остававшиеся непревзойденными по точности. В 1881 экспериментально доказал и совместно с Э. У. Морли (1885–87) подтвердил с большой точностью независимость скорости света от скорости движения Земли.Морли (Morley) Эдвард Уильямс (29.I.1839–1923) Американский физик. Наибольшую известность получили его работы в области интерферометрии, выполненные совместно с Майкельсоном. В химии же высшим достижением Морли было точное сравнение атомных масс элементов с массой атома водорода, за которое ученый был удостоен наград нескольких научных обществ.

№ слайда 15 Принцип опыта Цель опыта – измерить скорость света относительно «эфирного ветра»
Описание слайда:

Принцип опыта Цель опыта – измерить скорость света относительно «эфирного ветра» (параллельно и перпендикулярно движению Земли). Упрощенная схема интерференционного опыта Майкельсона–Морли. (υ – орбитальная скорость Земли).

№ слайда 16 Идея опыта - Наблюдение смещения интерференционных полос.
Описание слайда:

Идея опыта - Наблюдение смещения интерференционных полос.

№ слайда 17 Преобразования Лоренца Кинематические формулы преобразования координат и времени
Описание слайда:

Преобразования Лоренца Кинематические формулы преобразования координат и времени в СТО называются преобразованиями Лоренца. Они были предложены в 1904 году еще до появления СТО как преобразования, относительно которых инвариантны уравнения электродинамики. Для случая, когда система K' движется относительно K со скоростью υ вдоль оси x, преобразования Лоренца имеют вид:

№ слайда 18 Относительность одновременности события, являющиеся одновременными в одной ИСО,
Описание слайда:

Относительность одновременности события, являющиеся одновременными в одной ИСО, неодновременны в другой ИСО, движущейся относительно первой

№ слайда 19 Относительность промежутков времени. Моменты наступлений событий в системе K' фи
Описание слайда:

Относительность промежутков времени. Моменты наступлений событий в системе K' фиксируются по одним и тем же часам C, а в системе K – по двум синхронизованным пространственно-разнесенным часам C1 и C2. Система K' движется со скоростью υ в положительном направлении оси x системы K.

№ слайда 20 Относительность промежутков времени.
Описание слайда:

Относительность промежутков времени.

№ слайда 21 Пример если космонавты отправляются к звездной системе (и обратно), находящейся
Описание слайда:

Пример если космонавты отправляются к звездной системе (и обратно), находящейся на расстоянии 500 световых лет от Земли, со скоростью v=0,9999c, то на это потребуется по их часам 14,1 года; в то время как на Земле пройдет 10 веков

№ слайда 22 Относительность расстояний Измерение длины движущегося стержня
Описание слайда:

Относительность расстояний Измерение длины движущегося стержня

№ слайда 23 Относительность расстояний
Описание слайда:

Относительность расстояний

№ слайда 24 Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1 § 30, 31 – знать:Формулу сложения скоростей и ее
Описание слайда:

Г.Н. Степанова. Физика-11, ч.1 § 30, 31 – знать:Формулу сложения скоростей и ее смысл.Формулу релятивистского импульсаФормулы полной энергии и энергии покояСвязь энергии и импульсаПонимать задачи и границы применимости СТО, принцип соответствияВ помощь: Таблица «Подведем итоги» на стр. 146.

№ слайда 25 Сложение скоростей Эти соотношения выражают релятивистский закон сложения скорос
Описание слайда:

Сложение скоростей Эти соотношения выражают релятивистский закон сложения скоростей для случая, когда частица движется параллельно относительной скорости систем отсчета K и K'. При υ << c релятивистские формулы переходят в формулы классической механики:

№ слайда 26 Сложение скоростей Если в системе K' вдоль оси x' распространяется со скоростью
Описание слайда:

Сложение скоростей Если в системе K' вдоль оси x' распространяется со скоростью u'x = c световой импульс, то для скорости ux импульса в системе K получим В любом случае выполняется условие ux ≤ с. Например, пусть u’x = с и υ = c. Тогда:

№ слайда 27 Импульс в СТО Уравнения классической механики Ньютона оказались неинвариантными
Описание слайда:

Импульс в СТО Уравнения классической механики Ньютона оказались неинвариантными относительно преобразований Лоренца, и поэтому СТО потребовала пересмотра и уточнения законов механики.В основу такого пересмотра Эйнштейн положил требования выполнимости закона сохранения импульса и закона сохранения энергии в замкнутых системах. Для этого оказалось необходимым изменить определение импульса тела. Релятивистский импульс тела с массой m, движущегося со скоростью записывается в виде

№ слайда 28 Масса в СТО Масса m, входящая в выражение для импульса, есть фундаментальная хар
Описание слайда:

Масса в СТО Масса m, входящая в выражение для импульса, есть фундаментальная характеристика частицы, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчета, а, следовательно, и от скорости ее движения.(Во многих учебниках прошлых лет ее было принято обозначать буквой m0 и называть массой покоя. Кроме того, вводилась так называемая релятивистская масса, зависящая от скорости движения тела. Современная физика постепенно отказывается от этой терминологии).

№ слайда 29 Динамика СТО Основной закон релятивистской динамики материальной точки записывае
Описание слайда:

Динамика СТО Основной закон релятивистской динамики материальной точки записывается так же, как и второй закон Ньютона, но только в СТО под понимается релятивистский импульс частицы:

№ слайда 30 Энергия в СТО Вычисление кинетической энергии приводит к следующему выражению: Э
Описание слайда:

Энергия в СТО Вычисление кинетической энергии приводит к следующему выражению: Эйнштейн интерпретировал первый член в правой части этого выражения как полную энергию E движущийся частицы, а второй член как энергию покоя.

№ слайда 31 Зависимость кинетической энергии от скорости Зависимость кинетической энергии от
Описание слайда:

Зависимость кинетической энергии от скорости Зависимость кинетической энергии от скорости для релятивистской (a) и классической (b) частиц. При υ << c оба закона совпадают.

№ слайда 32 Связь массы и энергии Утверждение о том, что находящаяся в покое масса m содержи
Описание слайда:

Связь массы и энергии Утверждение о том, что находящаяся в покое масса m содержит огромный запас энергии получило разнообразные практические применения, включая использование ядерной энергии. Если масса частицы или системы частиц уменьшилась на Δm, то при этом должна выделиться энергия ΔE = Δm·c2. Многочисленные прямые эксперименты дают убедительные доказательства существования энергии покоя.

№ слайда 33 Связь массы и энергии Закон пропорциональности массы и энергии является одним из
Описание слайда:

Связь массы и энергии Закон пропорциональности массы и энергии является одним из самых важных выводов СТО. Масса и энергия являются характеристиками материальных объектов. Масса тела характеризует его инертность, а также способность тела вступать в гравитационное взаимодействие с другими телами. Важнейшим свойством энергии является ее способность превращаться из одной формы в другую в эквивалентных количествах при различных физических процессах. Формула Эйнштейна выражает фундаментальный закон природы, который принято называть законом взаимосвязи массы и энергии.

№ слайда 34 Связь энергии и импульса Между полной энергией, энергией покоя и импульсом сущес
Описание слайда:

Связь энергии и импульса Между полной энергией, энергией покоя и импульсом существует следующая связь: Отсюда следует, что для покоящихся частиц (p = 0) E = E0 = mc2.

№ слайда 35 Безмассовые частицы Т.о. частица может иметь энергию и импульс, но не иметь масс
Описание слайда:

Безмассовые частицы Т.о. частица может иметь энергию и импульс, но не иметь массы (m = 0). Такие частицы называются безмассовыми. Для безмассовых частиц связь между энергией и импульсом выражается простым соотношением Е = pc. К безмассовым частицам относятся фотоны – кванты электромагнитного излучения и, возможно, нейтрино.Безмассовые частицы не могут существовать в состоянии покоя, во всех инерциальных системах отсчета они движутся с предельной скоростью c.

№ слайда 36 Подведем итоги
Описание слайда:

Подведем итоги

№ слайда 37 Задание 1 Два автомобиля движутся в противоположных направлениях со скоростями υ
Описание слайда:

Задание 1 Два автомобиля движутся в противоположных направлениях со скоростями υ1 и υ2 относительно поверхности Земли. Чему равна скорость света от фар первого автомобиля в системе отсчета, связанной с другим автомобилем? c + (υ1 + υ2) c - (υ1 – υ2) c – (υ1 + υ2) c – (υ1 – υ2) c

№ слайда 38 Панель дома массой 200 кг поднята на высоту 10 м. Как изменится при этом его мас
Описание слайда:

Панель дома массой 200 кг поднята на высоту 10 м. Как изменится при этом его масса? Не изменится Увеличится на 0,22∙10–12 кгУменьшится на 0,22∙10–12 кг Для решения задачи не хватает данных

№ слайда 39 Опыты по наблюдению спектра водорода, находящегося в спектральной трубке, выполн
Описание слайда:

Опыты по наблюдению спектра водорода, находящегося в спектральной трубке, выполнялись дважды. Первый раз на Земле, второй раз в космическом корабле, движущемся относительно Земли с постоянной скоростью. Наблюдаемые спектры одинаковы существенно различны сходны, но все спектральные линии сдвинуты друг относительно друга

№ слайда 40 Рассчитайте отношение времени τ в системе отсчета, движущейся со скоростью υ = 1
Описание слайда:

Рассчитайте отношение времени τ в системе отсчета, движущейся со скоростью υ = 1,5∙108 м/с относительно лабораторной системы отсчета, к собственному времени τ 0.

№ слайда 41 Найдите скорость υ частицы, которой потребовалось бы на 2 года больше, чем свето
Описание слайда:

Найдите скорость υ частицы, которой потребовалось бы на 2 года больше, чем световому импульсу, чтобы пройти расстояние в 6,0 световых лет до далекой звезды. Скорость частицы выразите в долях скорости света c.

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru