Эйнштейн и теория относительности

Автор: tvincen7 от 9-03-2013, 16:22, посмотрело: 433

4
Эйнштейн и теория относительностиВ 1921 г. за открытие законов фотоэффекта Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике, но известность ему принесла специальная (или частная) теория относительности.

В 1864 г. шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831- 79) показал, что свет представляет собой электромагнитные волны. Но он не смог объяснить, каким образом волны распространяются в вакууме, если там нечему колебаться. Общепринятой стала теория о существовании некой среды (эфира), занимающей все пространство и передающей электромагнитные колебания.

Максвелл считал, что скорость света должна изменяться в зависимости от направления, в котором Земля движется сквозь эфир. Измерения скорости света были выполнены французским физиком Жаном Фуко (1819-68) в 1862 г. и американским физиком Альбертом Майкельсоном (1852- 1931) в 1881 г. Однако все попытки обнаружить разницу между скоростью света, движущегося вдоль пути движения Земли и, скажем, перпендикулярно ему, были безуспешны.

Из этого следовало, что скорость света постоянна и не зависит от скорости движения наблюдателя. Предполагалось, что разность скоростей в разных направлениях нельзя заметить из-за изменения размеров тела в направлении движения. Эту мысль в 1892 г. высказал ирландский физик Джордж Фицджеральд (1851-1901), а в 1904 г. голландец Хендрик Лоренц (1853- 1928) получил систему уравнений, из которой следовало уменьшение про-дольных (вдоль движения) размеров, возрастание массы и замедление времени для объекта, движущегося со скоростью, близкой к скорости света.

Молекулы и движение

Альберт Эйнштейн родился в г. Ульме (Германия) 14 марта 1879 г. Вскоре его семья переехала в Мюнхен. Ни в мюнхенской школе, ни в Высшей политехнической школе Цюриха, где он учился позже, Эйнштейн не выделялся математическими способностями. С 1900 г. Эйнштейн работал учителем, а затем экспертом патентного бюро Швейцарии в Берне, занимаясь в свободное время теоретической физикой. В 1905 г. он опубликовал сразу три важные работы.

В первой анализировалось хаотическое движение мельчайших частиц взвеси, впервые описанное в 1827 г. шотландским ботаником Робертом Броуном (1773-1858) для водных суспензий пыльцы. Эйнштейн объяснил броуновское движение ударами молекул воды по частицам суспензии и установил взаимосвязь между скоростью частицы и ее массой.

Свет как поток частиц

Во второй статье Эйнштейн предложил рассматривать свет как поток частиц, которые он назвал «квантами света» (позже они получили название фотонов). Он показал, что, падая на поверхность металла, они могут выбивать из него электроны (фотоэффект), и получил уравнение, связывающее кинетическую энергию выбитых электронов с частотой падающего света. Подход к свету как к потоку частиц избавил его от необходимости предполагать существование эфира, а в таком случае стало невозможно выбрать абсолютную систему отсчета - любое движение можно измерить только относительно наблюдателя. Это первый из двух постулатов, на которых Эйнштейн построил свою специальную теорию относительности, изложенную в третьей работе 1905 г. Другим постулатом было утверждение, что скорость света постоянна и не зависит от движения наблюдателя. Исходя из этого и пользуясь в общем-то школьной алгеброй, Эйнштейн показал, что, как и предполагали Фицджеральд и Лоренц, в движущейся системе размеры тела в направлении движения уменьшаются, время замедляется, а масса возрастает.

Поправки к Ньютону


Непостоянство продольных размеров (длин) тел, времени и массы, которые со времен Ньютона считались неизменными, нельзя обнаружить при движении с небольшими, при-вычными для человека скоростями: они становятся заметными только при скоростях, сравнимых со скоростью света. В системе, движущейся со скоростью света, длина объекта и время должны уменьшиться до нуля, а масса возрасти до бесконечности. Эти результаты позволили Эйнштейну сделать вывод о невозможности движения со скоростью, равной или превышающей скорость света.

В 1907 г. Эйнштейн вывел свое знаменитое соотношение, связывающее энергию с массой: Е = mс (где с - скорость света). Из него видно, какое огромное количество энергии заключено в веществе.

В 1907-08 гг. Герман Минковский (1864-1909), в свое время преподававший Эйнштейну математику, предложил геометрическую интерпретацию теории относительности. Согласно Минковскому, все предметы существуют в четырехмерном «континууме» (непрерывности) пространства-времени, три пространственных и одно временное измерение которого принципиально неразличимы.

Позже, в 1914-15 гг., Эйнштейн распространил свою теорию на системы, движущиеся с ускорением (общая теория относительности). При ускоренном движении на тело действуют силы, аналогичные силам тяготения. Обратив внимание на пропорциональность гравитационной и инерционной масс, Эйнштейн показал, что все тела, создавая гравитационные поля, искривляют пространство время. Он заключил, что лучи света должны отклоняться гравитационным полем. Это было подтверждено экспериментально в 1919 г. при наблюдении звезд во время солнечного затмения. Проходя вблизи Солнца, лучи света отклонялись его гравитационным полем точно на предсказанную Эйнштейном величину.

С 1914 г. Альберт Эйнштейн возглавлял Физический институт в Берлине, но в 1933 г., после прихода к власти нацистов, вынужден был переехать в США, где работал в Институте высших исследований в Принстоне. Умер великий ученый в 1955 г.

Категория: Наука и Техника

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
<
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
  • ICQ:
19 августа 2013 10:46

Zarubatse

Цитата
  • Группа: Гости
  • Регистрация: --
  • Статус:
 
Тематический парк, посвященный "Титанику", открылся 6 апреля в Белфасте (Северная Ирландия) - за неделю до 100-летнего юбилея со дня гибели самого известного лайнера мира. Место было выбрано не случайно - именно в Белфасте и был построен знаменитый корабль. http://newsaity.ru/vse-o-chistke-krovli.html
Шестиэтажное здание тематического парка сделано в виде носа "Титаника". Каждая из девяти галерей комплекса посвящена определенному этапу жизни лайнера. В них выставлены и уцелевшие находки с "Титаника", и просто вещи той эпохи - начала ХХ века. А некоторые интерьеры полностью реконструированы - например, лестница, ведущая в банкетный зал. http://baby-puz.ru/
Есть в парке и свой Центр океанических исследований, где можно увидеть живые трансляции с исследовательских кораблей и подводных лодок. http://tutsaity.ru/
Следом за режиссером Джеймсом Кэмероном, который недавно перевел свой "Титаник" в трехмерный формат, создатели парка предусмотрели и 3D-презентации, позволяющие пережить ощущения пассажиров. Например, в крыле, посвященном гибели корабля, посетители чувствуют, как падает температура и гаснет свет. http://mobilfo.com/news/dva-novyx-kompyutera-ot-acer.html


Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Введите код: *