Контрольная Релятивистская физика, вариант 6. Учебная работа № 187830

Учебная работа № 187830. Контрольная Релятивистская физика, вариант 6

Выдержка из похожей работы

…….

Физика релятивистских эффектов

…..льного курса физики.
И
каждый школьник знает: когда он едет в автобусе, который обгоняется
мотоциклистом, то кажущаяся из автобуса скорость мотоциклиста меньше
действительной на величину скорости автобуса; и наоборот, кажущаяся из автобуса
скорость встречного мотоциклиста всегда больше его действительной скорости. При
этом действительная скорость мотоциклиста может быть подсчитана путём
векторного сложения скорости автобуса и кажущейся или относительной скорости
мотоциклиста (принцип относительности Галилея).
Успевающему
школьнику может быть предложена для решения такая задача. Согласно измерениям и
СТО Эйнштейна распространение светового луча, в отличие от движения
мотоциклиста, указанному закону сложения скоростей не подчиняется вследствие
относительного характера пространства и времени. При этом измеряемая из
автобуса скорость света одинакова как для встречного луча, так и для
обгоняющего, и не зависит от того, движется автобус с наблюдателем или стоит на
месте. Объясните причину наблюдаемого парадокса.
Первое,
что сделает школьник — это представит последний случай в следующей
математической форме (второй постулат СТО Эйнштейна):
(1) c = L0 /T0 = L/T = Const;
здесь
L0 и T0 — пробегающий лучом света путь и затраченное на это время, измеренные
наблюдателем при стоящем автобусе, L и T — те же параметры, измеренные
наблюдателем при движении автобуса”.
“Очень
хорошо, — одобрит учитель. — И чтобы не прибегать к путанным и запутывающим
мысленным экспериментам с громоздким сопоставительным анализом параметров в
движущейся и покоящейся ИСО, которыми традиционно сопровождается изложение СТО,
будем называть далее “вещи” своими настоящими именами:
L0
и T0 — параметры (расстояние, длина) абсолютного ньютоновского или классического
пространства и времени, т. е. не изменяющиеся их эталоны;
L
и T — параметры эйнштейновского относительного или релятивистского пространства
и времени, изменяющиеся при переходе от одной ИСО к другой”.
Далее,
глядя на своё и Эйнштейна произведение (1) и подумав, наш герой сообразит, что
причина парадокса обусловлена необычным поведением измеряемых параметров
пространства и времени, стоящих в числителе и знаменателе дроби (1). В
частности, при увеличении скорости автобуса оба параметра обязаны либо
увеличиваться, либо уменьшаться по одному и тому же закону; только в этом
случае величина дроби сохранится неизменной.
Условие
задачи может быть дополнено далее следующими данными. Согласно СТО Эйнштейна
наблюдаемые из движущегося автобуса релятивистские расстояния или длины
предметов L сокращаются в направлении движения тем в большей мере, чем выше
скорость наблюдателя. Что происходит в этом случае с наблюдаемыми из автобуса
релятивистскими часами?
“Время
по таким часам также должно сократиться” — уверенно ответит школьник.
“Возможны
ли другие решения?” — спросит учитель.
“Возможны”
— ответит ученик. И обратит внимание учителя, что представленное выше
математическое определение скорости света (1) справедливо и в рамках
ньютоновской концепции абсолютных пространства L0 и времени T0.
“А
согласно той же СТО Эйнштейна, параметры наблюдаемого из движущегося автобуса
релятивистского пространства и времени, полученные им на основании знаменитых
математических преобразований Лор…