Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕреобразование времени




 

ѕри проверке, согласуетс€ ли иде€ о сокращении рассто€ний с фактами, обнаруженными в других опытах, оказываетс€, что все действительно согласуетс€, если только считать, что врем€ тоже преобразуетс€ и притом так, как это высказано в преобразовани€х Ћоренца. Ёто значит, что когда часы на космическом корабле отсчитывают, по мнению космонавта, 1 сек, то, по мнению стороннего наблюдател€, пройдет секунд.

«амедление хода часов в движущейс€ системе - €вление весьма своеобразное и его стоит по€снить. „тобы пон€ть его, можно проследить, что бывает с часовым механизмом, когда часы движутс€. ƒл€ этого лучше выбрать часы попроще. ѕусть это будет стержень (метровой длины) с зеркалами на обоих концах. ≈сли пустить световой сигнал между зеркалами, то он будет без конца бегать туда-сюда, а часы будут тикать каждый раз, как только свет достигнет нижнего конца. »зготовим двое таких часов со стержн€ми равной длины и синхронизируем их ход, пустив их одновременно; €сно, что они всегда будут идти одинаково: ведь длина стержней одна и та же, а скорость света с - тоже. ƒадим одни часы космонавту; пусть он возьмет их с собой на межпланетный корабль и поставит их поперек движени€, тогда длина стержн€ не изменитс€.

„то же происходит в движущихс€ часах? ¬ход€ на борт корабл€ космонавт убедилс€, что это вполне приличные стандартные часы и ничего особенного в их поведении на корабле он не заметил. ≈сли бы он что-то заметил, то сразу пон€л бы, что он движетс€. ѕринцип же относительности утверждает, что в равномерно движущейс€ системе это невозможно.

— другой стороны, когда внешний наблюдатель взгл€нет на пролетающие мимо часы, он увидит, что свет, перебега€ от зеркала к зеркалу, на самом деле движетс€ зигзагами, потому что стержень все врем€ перемещаетс€ боком. –анее уже анализировалось такое движение в св€зи с опытом ћайкельсона - ћорли. «начит свету потребуетс€ больше времени, чтобы пройти движущийс€ стержень из конца в конец, - больше, чем когда стержень неподвижен. ѕоэтому кажущийс€ внешнему наблюдателю промежуток времени t между тикань€ми движущихс€ часов удлинитс€ в той же пропорции, во сколько гипотенуза треугольника длиннее катета (из-за этого в формуле и по€вилс€ корень). »з рисунка видно, что чем u больше, тем сильнее видимое замедление хода часов:

 

 

» не только такие часы начнут отставать, но (если только теори€ относительности правильна) любые часы, основанные на любом принципе, также должны отстать, причем в том же отношении. «а это можно поручитьс€, не проделыва€ дальнейшего анализа. ƒействительно, если другие часы не будут также отставать, то можно использовать разницу в показани€х часов дл€ определени€ скорости. ј ведь считаетс€, что скорость узнать немыслимо. Ќам не нужно ничего знать о механизме работы новых часов, не нужно знать, что именно в них замедл€етс€, мы просто знаем, что, какова бы ни была причина, ход часов будет выгл€деть замедленным, и притом в любых часах одинаково.

≈сли все движущиес€ часы замедл€ют свой ход, если любой способ измерени€ времени приводит к замедленному темпу течени€ времени, нам остаетс€ только сказать, что само врем€, в определенном смысле, кажетс€ на движущемс€ корабле замедленным. ј. Ёйнштейн был первым, кто €сно осознал этот факт. —делать это было очень трудно. Ќадо было не только полностью разобратьс€ во всех результатах многочисленных экспериментов, но самое главное - полностью отрешитьс€ от прежних стереотипов мышлени€, которые складывались в науке длительное врем€ и казались незыблемыми.

ѕриведем некоторые экспериментальные факты, подтверждающие вывод о замедлении времени в быстро движущихс€ объектах.

ѕоложительно зар€женные пи-мезоны имеют период полураспада 17×10-9 с. ѕри скорости, составл€ющей около 0,9 скорости света, пи-мезоны имеют период полураспада 39×10-9 с относительно неподвижного наблюдател€, что полностью согласуетс€ с выводами теории.

ћю-мезоны, которые рождаютс€ при взаимодействии космических лучей с верхними сло€ми атмосферы на высотах более 10 км, имеют период полураспада 2×10-6с и могут пролететь за такое врем€, даже двига€сь со скоростью света, не более 600 м. ќднако, их регистрируют на поверхности «емли, поскольку период полураспада этих частиц относительно земного наблюдател€ удлин€етс€ приблизительно в 7 раз за счет высокой скорости частиц.

≈ще более интересный пример. —реди частиц космических лучей встречаютс€ протоны, лет€щие столь быстро, что скорости их отличаютс€ от скорости света на ничтожную величину (в двадцатой значащей цифре). ¬рем€ на них идет в 1010 раз медленнее, чем у нас. ≈сли по «емным часам такой протон тратит около 100000 лет, чтобы пересечь нашу √алактику, то по своему времени, он пересекает √алактику всего за 5 минут.

«амедление времени из-за достаточно быстрого движени€ было измерено с помощью очень точных атомных часов, помещенных на обычном рейсовом пассажирском реактивном самолете. ѕравда, при этом приходилось учитывать и другие эффекты, вли€ющие на ход часов.

»нтересным следствием преобразовани€ времени €вл€етс€ относительность пон€ти€ одновременности удаленных (друг от друга) событий. Ќапример, если два событи€ в неподвижной системе отсчета S произошли в разных точках пространства (х 1 и х 2) одновременно в момент времени t 0, то с точки зрени€ наблюдател€, движущегос€ со скоростью u в системе S /, они не одновременны. — помощью преобразовани€ Ћоренца дл€ времени получаем:

, где - моменты времени в системе отсчета движущегос€ наблюдател€, отвечающие событи€м, происход€щим в точках х 1 и х 2 . Ёто €вление можно назвать Ђнарушением одновременности удаленных событийї. „тобы по€снить его, рассмотрим следующий опыт.

ѕусть человек, движущийс€ в космическом корабле (система S /), установил в двух концах корабл€ часы. ќн хочет знать, одинаково ли они идут.  ак синхронизировать ход часов? ћожно расположитьс€ посредине между часами. »з этой точки послать в обе стороны световые сигналы. ќни будут двигатьс€ в обоих направлени€х с одинаковой скоростью и достигнут обоих часов в одно и то же врем€. Ёти сигналы человек в S / использует дл€ согласовани€ хода часов. Ќо наблюдатель в неподвижной системе S сразу рассудит, что раз корабль движетс€, то часы на носу корабл€ удалились от светового сигнала и свету пришлось пройти больше половины длины корабл€, прежде чем он достиг часов; часы на корме, наоборот, двигались к световому сигналу - значит, его путь сократилс€. ѕоэтому сигнал сперва дошел до часов на корме, хот€ космонавту в системе S / показалось, что сигналы достигли обоих часов одновременно. »так, выходит, что когда космонавт считает, что событи€ в двух местах корабл€ произошли одновременно (при одном и том же значении t / в его системе координат), то в другой системе координат одинаковым t / отвечают разные значени€ t.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 639 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќадо любить жизнь больше, чем смысл жизни. © ‘едор ƒостоевский
==> читать все изречени€...

536 - | 420 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.014 с.