Презентация на тему: Релятивистская механика (11 класс)

Релятивистская механика Подготовила : учитель физикиСОШ №10 г.Ельца Липецкой обл.Черепкова Я.Ю.

Предпосылки 1881г Альберт Майкельсон и Эдуард Морли. –Движение Земли вокруг Солнца не влияет на скорость распространения света. υ₁=υ₂Согласно классическому закону сложения скоростей :Скорость света , распространяющегося вдоль направления движения Земли вокруг Солнца υ₁ = с + υСкорость света , распространяющегося в противоположном направлении υ₂ = с - υ, с- скорость света ,излучаемого источником; υ= 2,96 108 м/с – скорость движения Земли вокруг Солнца υ₁≠υ₂ В 1905 г., когда ему было 26 лет и он трудился чиновником в патентном бюро, им была создана специальная теория относительности. Десять лет спустя он создал общую теорию относительности.

ОТО (общая теория относительности)- описывает взаимосвязь физических процессов , происходящих в ускоренно движущихся относительно друг друга системах отсчета (НИСО)СТО (специальная теория относительности ) - рассматривает взаимосвязь физических процессов , происходящих только в инерциальных системах отсчета.(ИСО) Постулаты СТО А. Эйнштейна: Все законы природы одинаковы в ИСО.Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО. Скорость света – максимально возможная скорость распространения любого взаимодействия. Материальные тела не могут иметь скорость большую , чем скорость света с= 3 10 м/с.

Относительность времени «Минута — величина относительная: если у вас свидание с симпатичной девушкой, то она пролетит как мгновение, а если вы сидите на раскаленной плите, то она покажется вечностью». Так сам Эйнштейн пытался объяснить простыми словами свою теорию относительности.Собственное время t‘ – время ,измеренное наблюдателем , движущимся вместе с часами. С точки зрения внешнего наблюдателя импульс достигнет верхнего зеркала за t , то по т.Пифагора (с t)²= (υt)²+ (ct’)²Если время в неподвижной и подвижной СО течет одинаково t=t’ , то с² = υ²+ с² ?????

Относительность времени Время в неподвижной и движущейся СO течет с разной скоростью : t≠ t‘ . тогда t² ( c² - υ²) = c² t’ ² В системе ,движущейся со скоростью близкой к скорости света, время течет в γ медленнее. При движении замедляются все физические процессы , в том числе и химические реакции в человеческом организме

Парадокс близнецов Пусть возраст близнецов 20 лет. Близнец А остается на Земле , а В направляется к звезде Арктур ( 40 св.лет) и летит со скоростью υ=0,99 с .Время путешествия близнеца В в системе отсчета , связанной с близнецом А : t=2L / υ= 80,8 (св.лет)На космическом корабле часы идут медленнее γ = = 7, 09Т.е по часам близнеца В , время его путешествия t’= t / γ= 80,8/ 7,09= 11,4 (св.лет) 20+11,4=31,4 ( возраст близнеца В после возвращения)20+80,8= 100,8 ( возраст близнеца А к моменту возвращения брата)∆t= 69,4 –разность в возрасте

Относительность расстояния Собственная длина l0 - длина в системе К', в которой тело покоится. Система К’ движется относительно К со скоростью υ.Длина тела относительно системы К равна l . l 0 = l Т.е при движении со скоростью близкой к скорости света размеры тела сокращаются.

Масса покоя mﻩ - масса тела в СО , в которой тело покоится. При движении со скоростью близкой к скорости света масса тела увеличивается. mﻩ m = Импульс : p = mﻩ υ При υ →с , m → ∞ , поэтому а →0 и скорость практически перестает возрастать , как бы долго не действовала сила.

Любое тело уже благодаря факту существования обладает энергией. Е ﻩ = m ﻩ c² -энергия покоя m ﻩ c² Е = m c² = формула А.Эйнштейна ∆Е = ∆ m c² E ² = c² p ² + c m²

Черная дыра образуется при гравитационном сжатии массивной звезды . Если масса звезды более чем в 3 раза превосходит массу Солнца , ядро этой звезды , сжимаясь , достигает такой плотности , что даже свет не может преодолеть силы его тяготения. Интенсивное рентгеновское излучение , наблюдавшееся из определенной области звездного неба , астрономы объяснили резким ускорением звездного вещества , втягивающегося в исключительно мощный гравитационный центр.υ = R = Согласно 1 постулату СТО – максимальное значение скорости равно скорости света. Радиус Шварцшильда : R ш = Если частица находится от центра черной дыры на R < Rш , то для преодоления гравитационного притяжения она должна обладать υ > c. Это противоречит постулатам

Следствия из противоречия : Никакая частица , находящаяся внутри сферы радиусом Rш , не может покинуть черную дыру.Отсутствие излучения из черной дыры Радиус черной дыры массой , равной массе Солнца : Rш ≈ 3 кмМы не можем наблюдать события ,происходящие внутри сферы ,ограничивающей черную дыру , т.к свет не может из нее выйти наружу. Поэтому поверхность черной дыры радиусом Rш называется горизонтом событий.