Поняття про релятивістську динаміку. Класична механіка як частковий випадок релятивістської механіки

 

З принципу відносності (всі інерційні системи рівноправні) випливає, що математичний запис будь-якого закону фізики повинна бути однаковою в усіх інерційних системах відліку. Цю умову називають умовою інваріантності фізичних законів відносно перетворень Лоренцо.

Розглянемо основний закон класичної динаміки:

 

 або  (7)

 

Рівняння (7) інваріантне по відношенню до перетворень Галілея.

Дійсно, , але .

 

Тому: .

 

Але рівняння (7) неінваріантне по відношенню до перетворень Лоренцо (при m=const). Згідно теорії відносності

 

 (8)

 

З урахуванням (8) рівняння (7) залишається інваріантним по відношенню до перетворень Лоренца:

 

 (9)

Ейнштейн показав також, що маса і енергія взаємозв’язані співвідношенням

 

 (10)

 

Закон взаємозв’язку маси і енергії називають ще законом пропорційності маси і енергії. Він означає, що маса і енергія зростають або зменшуються одночасно. Якщо енергія тіла (частинка) змінюється на величину . то одночасно змінюється і його маса на . Отже, не може бути мови про зведення маси до енергії (точка зору фізиків – ідеалістів). Можна стверджувати, що енергія і маса – властивості матерії, що рухається.

Порівнюючи рівняння, ми бачимо, що при малих швидкостях

Перетворення Лоренцо переходить в перетворення Галілея. Це означає, що при цій умові закони класичної механіки правильно описують рух тіл. Отже, закони класичної механіки можна застосовувати тільки до тіл, що рухаються із швидкостями, що задовольняють умову .

Таким чином, теорія відносності містить в собі класичну механіку як частковий випадок. У розвиток теорії відносності великий внесок зробив російський вчений Френзель. Він збудував послідовну релятивістську теорію електрона, що має свій момент імпульсу. В.А. Рон дослідив декілька важливих задач теорії тяжіння. А.А. Фрідман заклав теорію загально релятивістської космології і ряд інших робіт.

 

 

Висновки

 

Уявлення про простір і час докорінно змінилися внаслідок розвитку електродинаміки і фізики великих швидкостей, яку називають релятивістською фізикою.

Інтервал часу , виміряний у системі що рухається зі швидкістю , дорівнює: , де - інтервал часу в нерухомій системі.

Довжина стержня l в інерційній системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю , дорівнює

^.

 

Довжина стержня найбільша в системі відліку, відносно якої він нерухомий.

Універсальний зв’язок між енергією і масою визначається:

 

.

 

Величину  називають власною енергією або енергією спокою тіла.

 

 

 

 

План