Исходные определения и постулаты специальной
Система отсчета - материальное тело, выбираемое в качестве начала этой системы, способ определения положения объектов относительно начала системы отсчета и способ измерения времени. Обычно различают системы отсчета и системы координат. Добавление процедуры измерения времени к системе координат «превращает» ее в систему отсчета.
Инерциальная система отсчета - это такая система, относительно которой объект, неподверженный внешним воздействиям, движется равномерно и прямолинейно (рис.12). Постулируется, что любая система отсчета, движущаяся относительно данной инерциальной системы равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчета.
| Суть инерциальных
систем координат А.Эйнштейна
|
| Геоцентрическая инерциальная система координат
|
| О– начала координат (центр Земли); Ось z – ось вращения Земли;
Оси x и y находятся в экваториальной плоскости.
Система координат не участвует во вращении Земли.
|
Рис. 12. Иллюстрация инерциальной системы отсчета
Событием называется любой физический процесс, который может быть локализован в пространстве, и имеющий при этом очень малую длительность. Другими словами, событие полностью характеризуется координатами (x, y, z) и моментом времени t. Примерами событий являются: вспышка света, положение материальной точки в данный момент времени и т. п.
Инвариант в физике - физическая величина, значение которой в некотором физическом процессе не изменяются с течением времени. Примеры: энергия, компоненты импульса и момента импульса в замкнутых системах.
1 постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково.
2 постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношению к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, ни одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю.
В рамках создания специальной теории относительности А. Эйнштейном найдено соотношение (эквивалентность) массы и энергии, согласно которой масса тела является мерой энергии, заключенной в нем. Энергия тела равна массе тела, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме:
,
где Е – энергия тела, m – его масса, с – скорость света в вакууме, равная 299 792 458 м/с.
В 1916 году А.Эйнштейн опубликовал основные результаты общей теории относительности, где развил специальную теорию относительности за счет рассмотрения не только инерциальных систем, но и на любые движущие системы. Основные принципы общей теории относительности сводятся к следующему:
ü ограничение применимости принципа постоянства скорости света областями, где гравитационными силами можно пренебречь, т.е. где гравитация велика, скорость света замедляется;
ü распространение принципа относительности на все произвольно движущие системы.
Таким образом, изложены учебные и минимально возможные научные основы дисциплины «Спутниковая геодезия». Дополнительные научные сведения необходимые для изучения дисциплины будут излагаться по ходу изучения материала.
Небесная сфера
2014-02-03
287
