Презентация по физике "Постулаты специальной теории относительности" (10-11 класс)

Пучкова Светлана Александровна
Учитель физики
МБОУ Суховская СОШ

Цель:

Раскрыть сущность СТО Эйнштейна

План:

Опыт Майкельсона – Морли
Сущность СТО Эйнштейна
Постулаты СТО
Критический радиус черной дыры – радиус Шварцильда

Развитие электродинамики привело к пересмотру понятий пространства и времени.
Согласно классическим представлениям, движение абсолютно, а линейные размеры тела не зависят от состояния тела(покой или движение).
Иначе говоря, длина также абсолютна.

Как-то А. Эйнштейну указали на несоответствие его формул и фактов, на что он ответил: "Тем хуже для фактов".

V

C

V

Распространяется ли принцип относительности, справедливый для механических явлений, и на электромагнитные явления?

  Сторонники одной школы (Демокрит, Эпикур) утверждали, что нет ничего, кроме атомов и пустоты, в которой движутся атомы. Они рассматривали атомы как мельчайшие неделимые частицы, вечные и неизменные, пребывающие в постоянном движении и различающиеся формой и величиной.
Сторонники другого направления придерживались прямо противоположной точки зрения. Они считали, что вещество можно делить бесконечно.

Мельчайшие частицы вещества, сохраняющие его химические свойства - это молекулы и атомы. Атомы в свою очередь имеют сложную структуру и состоят из атомного ядра и электронов. Атомные ядра состоят из нуклонов - нейтронов и протонов. Нуклоны в свою очередь состоят из кварков.

Решение
проблемы?

Объявить несостоятельным принцип относительности в применении к электромагнитным явлениям – точка зрения голландского физика Г.Лоренца

Считать неправильными уравнения Максвелла и пытаться изменить их таким образом, чтобы они при переходе от одной инерциальной системы к другой не менялись – точка зрения Г.Герца

Отказ от классических представлений о пространстве и времени для того, чтобы сохранить и принцип относительности и законы Максвелла – точка зрения А.Эйнштейна

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.

СТО

Специальная теория относительности была разработана в начале XX века усилиями Г. А. Лоренца,
А. Пуанкаре и А. Эйнштейна

Высказал предположение о принципиальной не наблюдаемости движения относительно эфира.

«Положение вещей было бы удовлетворительным, если бы можно было с помощью определенных основных допущений показать, что многие электромагнитные явления строго, то есть без какого-либо пренебрежения членами высших порядков, не зависят от движения системы. … На скорость налагается только то ограничение, что она должна быть меньше скорости света»

создатель общей теории относительности

Говорят, что прозрение пришло к Альберту Эйнштейну в одно мгновение. Ученый якобы ехал на трамвае по Берну (Швейцария), взглянул на уличные часы и внезапно осознал, что если бы трамвай сейчас разогнался до скорости света, то в его восприятии эти часы остановились бы — и времени бы вокруг не стало. Это и привело его к формулировке одного из центральных постулатов относительности — что различные наблюдатели по-разному воспринимают действительность, включая столь фундаментальные величины, как расстояние и время.

СТО
Эйнштейна

законы природы одни и те же для всех систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью.

Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.

Следствия из постулатов Эйнштейна

Относительность одновременности событий,
Относительность расстояний,
Относительность промежутков времени.

Черная дыра

Гравитационное сжатие(коллапс) массивной звезды
Мзвезды > МСолнца в 3 раза => ядро звезды достигает такой плотности, что даже свет не может преодолеть силы его тяготения

Постулаты ТО

Все физические процессы при одинаковых условиях протекают в любых инерциальных системах отсчета одинаковым образом
Скорость света в вакууме одинакова относительно любой инерциальной системы отсчета. Эта скорость не связана ни со скоростью источника, ни со скоростью приемника света.

Критический радиус

2GM
c2

Общая теория относительности помогает объяснить явления, которые мы наблюдаем в космосе. 
Примеры: незначительные отклонения Меркурия от стационарной орбиты; искривление электромагнитного излучения далеких звезд при его прохождении в непосредственной близости от Солнца.

Итак, приходится признать, что теория относительности не доказана экспериментальным путем, а все так называемые доводы и доказательства вызывают резонные возражения.
Пример: Если время не замедляется, как обещал нам Эйнштейн, то инопланетяне никогда не доберутся до нас, равно как и мы до них. Человек, отправившийся в великое космическое путешествие старится теми же темпами, что и его брат-близнец - домосед, дряхлеющий где-нибудь в городской квартирке.

мир состоит из... незримо тонких, вибрирующих нитей. От характера их колебаний зависит облик элементарных частиц ( противоречит квантовой физике)

Эйнштейний- единица энергии, применяемая в фотохимии.
элемент №99 Эйнштейний в Периодической системе элементов Менделеева.
астероид 2001 Эйнштейн.
кратер на Луне.
квазар Крест Эйнштейна.
премия мира имени А. Эйнштейна.
многочисленные улицы городов мира.

Вопросы

Сформулировать классический принцип относительности. Что он утверждает?
Что можно сказать о причинно-следственных связях в классической физике?
Зачем классической механике требовался эфир?
Что обнаружили наблюдения оптических явлений в свойствах эфира?
Какой выход нашел Альберт Эйнштейн из тупиковой ситуации, в которой оказалась проблема эфира?

Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев «Физика 11» , Москва, «Просвещение», 2005.
Н.В.Манько «Физика: полный курс. 7-11 классы», СП «Питер», 2010
http://www.portalplanetasedna.com.ar/archivos_varios3/perso1g.jpg
http://elitefon.ru/pic/201211/1280x800/elitefon.ru-12099.jpg
http://img1.liveinternet.ru/images/attach/c/1/48/958/48958091_WindowsLiveWriter_fb7b2beaf738_DA4A_clip_image010_1e1ffad503b845a4943daccda9ab9114.jpg
http://eandt.theiet.org/magazine/2013/02/images/640_poincare1%20.jpg
http://bulk.destructoid.com/ul/user/1/115470-225245-HendrikAntoonLorentzjpg-620x.jpg
http://www.voutsadakis.com/GALLERY/ALMANAC/Year2010/Jul2010/07182010/ProfLorentz.jpg
http://fizika-lekcii.ucoz.ua/_ph/2/2/486680319.jpg
http://universulromanesc.ro/wp-content/uploads/2012/11/A-DOSARE-UNIVERS-1.jpg
http://900igr.net/datai/fizika/Otnositelnost/0019-020-Otnositelnost-rasstojanij.png
http://i.huffpost.com/gen/935625/thumbs/o-GRAVITYPROBEB-facebook.jpg