Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Формула сложения скоростей. Пусть в движущейся системе координат движение материальной точки вадано функциями: Это есть искомые формулы сложения скоростей теории относительности. Формулы обратного преобразования согласно принципу относительности получаются, как обычно, заменой штрихованных величин на нештрихованные и скорости $v$ на $-v$. Из формулы (18.6) следует, что скорость света постоянна, и сложение скоростей никогда не приводит к скоростям, бо́льшим скорости света. Докажем это. Пусть $u_{y}^{\prime}=u_{z}^{\prime}=0, u_{x}^{\prime}=c$. Тогда из (18.6) находим: Конечно, этот результат вполне естествен, потому что сами формулы преобразований получены в конечном счете из требования постоянства скорости света. Аберрация. Пусть в штрихованной системе координат вдоль оси $y^{\prime}$ распространяется луч света, т.е. Интерпретация опыта Физо. Результат опыта Физо (13.23) является естественным следствием формулы сложения скоростей теории относительности. Скорость света относительно неподвижной среды с показателем преломления $n$ равна $c / n$. Совмещая ось $x^{\prime}$ с направлением движения среды, мы имеем в движущейся системе координат для скорости света следующие выражения: Отсюда по формулам (18.6) находим компоненты скорости света в той системе координат, относительно которой среда движется со скоростью $\pm v$ : где знак плюс относится к случаю, когда направления распространения света в среде и движения среды совпадают, а знак минус когда эти направления противоположны. Принимая во внимание малость величины $(v / c) \ll 1$, выражение (18.13) преобразуем следующим образом: где отброшены члены первого порядка по $v / c$ и более высоких порядков. Это выражение полностью согласуется с формулой (13.23). Таким образом, результат опыта Физо является экспериментальным подтверждением формулы сложения скоростей теории относительности. Преобразование ускорения. Пусть в штрихованной системе координат материальная точка испытывает ускорение, компоненты которого $w_{x}^{\prime}, w_{y}^{\prime}, w_{z}^{\prime}$, но скорость ее в этот момент равна нулю. Таким образом, в штрихованной системе координат движение точки характеризуется следующими формулами: Определим движение точки в нештрихованной системе координат. Скорость находим по формулам (18.6): Ускорение в нештрихованной системе координат равно: Величины $d t, d u_{x}, d u_{y}, d u_{z}$ определяются по формулам (18.5) и (18.6), причем скорости $u_{x}^{\prime}, u_{y}^{\prime}, u_{z}^{\prime}$ можно полагать равными нулю лишь после вычисления дифференциалов. Например, для $d u_{x}$ имеем Отсюда с учетом (18.5) находим где в соответствии с (18.15) цоложено $u_{x}^{\prime}=0$. Аналогично вычисляют дифференциалы $d u_{y}$ и $d u_{z}$. Таким образом получают следующие формулы преобразования ускорения: Точка при этом движется в нештрихованной системе со скоростью $v$. Поэтому формулы (18.19) означают следующее. С движущейся материальной точкой можно связать инерциальную систему координат, в которой она в данный момент покоится. Такая система координат называется сопровождающей. Если в этой системе точка движется с ускорением, то и в любой другой системе координат она будет двигаться с ускорением, однако это ускорение будет иным, но всегда меньше. Компонента ускорения вдоль движения уменьшается пропорционально множителю $\left(1-v^{2} / c^{2}\right)^{3 / 2}$, где $v-$ скорость частицы в той системе координат, в которой ее ускорение рассматривается. Поперечная составляющая ускорения, которая перпендикулярна скорости частицы, изменяется меньше. Ее уменьшение пропорционально множителю $\sqrt{1-v^{2} / c^{2}}$.
|
1 |
Оглавление
|