|
Специальная теория относительности (СТО) - теория, заменившая механику Ньютона при описании движения тел со скоростями, близкими к скорости света. При малых скоростях различия между результатами СТО и ньютоновской механикой становятся незначительными.
Специальная теория относительности была разработана в начале XX века усилиями Г. А. Лоренца, А. Пуанкаре и А. Эйнштейна. Вопрос приоритета в создании СТО имеет дискуссионный характер: основные положения и полный математический аппарат теории, включая групповые свойства преобразований Лоренца, в абстрактной форме были впервые сформулированы А. Пуанкаре в работе "О динамике электрона" на основе предшествующих результатов Г. А. Лоренца, а явный абстрактный вывод базиса теории - преобразований Лоренца, из минимума исходных постулатов был дан А. Эйнштейном в практически одновременной работе "К электродинамике движущихся сред". По этому поводу в англоязычной Википедии есть отдельная статья.
СТО полностью выводится на физическом уровне строгости из двух постулатов (предположений):
Справедлив принцип относительности Эйнштейна - расширение принципа относительности Галилея.
Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.
Формулировка второго постулата может быть шире: "Скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчёта", но для вывода СТО достаточно его исходной формулировки Эйнштейном, записанной выше. Приписывание постулатов Эйнштейну правомерно в той степени, что до его работы эти уже сформулированные отдельно друг от друга (в частности, А. Пуанкаре) утверждения в совокупности явным образом никем не рассматривались.
Иногда в постулаты СТО также добавляют условие синхронизации часов по А. Эйнштейну, но принципиального значения оно не имеет: при других условиях синхронизации лишь усложняется математическое описание экспериментальной ситуации без изменения предсказываемых и измеряемых эффектов (см. по этому поводу работы в списке литературы).
Экспериментальная проверка постулатов СТО в известной степени затруднена проблемами философского плана: возможностью записи уравнений любой теории в инвариантной форме безотносительно к её физическому содержанию, и сложности интерпретации понятий "длина", "время" и "инерциальная система отсчёта" в условиях релятивистских эффектов.
Тем не менее, опора на достижения экспериментальной физики позволяет утверждать, что в пределах своей области применимости - при пренебрежении эффектами гравитационного взаимодействия тел, СТО является справедливой с очень высокой степенью точности (до 10?12 и выше) (см. список литературы). По меткому замечанию Л. Пэйджа "В наш век электричества, вращающийся якорь каждого генератора и каждого электромотора неустанно провозглашает справедливость теории относительности - нужно лишь уметь слушать".
Целью данной работы является исследование основных положений специальной теории относительности.
В рамках данной работы будут решены следующие задачи:
- рассмотрены основные постулаты специальной теории относительности;
- исследовано значение СТО в научном познании.
|
На уровень вверх
Купить