Главная > Физика для всех. Введение в сущность и структуру физики. Том 2. Современная физика
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
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

30. ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

СОКРАЩЕНИЕ ЛОРЕНЦА — ФИТЦДЖЕРАЛЬДА

Занимая скромную должность младшего эксперта в швейцарском Патентном бюро, Альберт Эйнштейн, который, будучи студентом, не обратил на себя внимания ни одного из профессоров, которого попросили покинуть мюнхенскую гимназию ввиду того, что он оказывал дурное влияние на своих соучеников, и который был обязан как своим пребыванием в швейцарском Федеральном технологическом институте, так и своей работой в Патентном бюро своему другу Марселю Гроссману, писал в 1905 г.:

«Примеры подобного рода, как и неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно «светоносной среды», ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя, и даже, более того, — к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же электродинамические и оптические законы... Это предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться «принципом относительности») мы намерены превратить в предпосылку и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью, не зависящей от состояния движения излучающего тела» [1].

Эти два постулата, заявил Эйнштейн, находятся «лишь в кажущемся противоречии». За исключением, быть может, своего друга и коллеги М. Бессо, он был единственным в мире человеком, кто обладал тогда этим знанием 2).

Неудачная попытка Майкельсона и Морли наблюдать движение Земли относительно эфира была лишь одной из огромного числа предпринятых в конце девятнадцатого века попыток определить скорость

движения Земли относительно этой светоносной среды. Поскольку каждый раз получался нулевой результат, теоретикам приходилось придумывать новые и все более безнадежные объяснения. Простора же для мысли было немного.

В самом конце девятнадцатого века Фитцджеральд и Лоренц выдвинули предположение, что при движении твердого тела относительно эфира его размеры изменяются так, что его длина в направлении движения сокращается как раз на такую величину, которая и приводит к отрицательному результату опыта Майкельсона — Морли. Если, согласно их предположению, длина параллельная направлению движения прибора, сокращается, так что она «в действительности» становится равной то время распространения в параллельном направлении в точности совпадает с временем распространения в перпендикулярном направлении и при повороте установки интерференционная картина не должна сместиться

В 1908 г. Минковский писал:

«Согласно Лоренцу, любое движущееся тело должно сокращаться в направлении своего движения, и если скорость тела равна это сокращение пропорционально множителю Эта гипотеза выглядит чрезвычайно фантастической, поскольку сокращение тел нельзя считать следствием сопротивления эфира или каких-нибудь подобных явлений, а можно лишь рассматривать как дар свыше, или как явление, сопровождающее само движение» [21.

Возникла настоятельная необходимость в фундаментальном объяснении предполагаемого сокращения движущихся тел, и Г. А. Лоренц попытался создать подробную теорию поведения твердых тел, находящихся в движении [31. Его статья производит поразительное впечатление: большинство написанных в ней уравнений имеют форму, которую мы сейчас считаем правильной. Статья содержит почти все, за исключением кардинального изменения взглядов на мир, которое мы связываем с работой Эйнштейна.

Лоренц рассматривает поведение вещества, скажем твердого стержня, находящегося в движении, предполагая, что силы, удерживающие вместе частицы стержня, — либо электромагнитные, либо ведут себя подобно электромагнитным. Затем, пользуясь электродинамикой Максвелла, Лоренц показывает, что силы, удерживающие частицы твердого стержня, изменяются, если стержень перемещается относительно эфира (например, между движущимися заряженными частицами начинают действовать магнитные силы, которые отсутствовали,

когда заряды покоились). Далее, Лоренц выдвигает предположение, что все силы подобны электромагнитным, а поскольку последние изменяются при движении тела, равновесное положение зарядов в стержне тоже изменится и окажется, что при движении стержень сокращается.

При этом Лоренц вынужден был допустить, что, например, электроны, которые в состоянии покоя считаются сферами радиуса изменяют свои размеры при движении так же, как и сам стержень. Более того, он должен был предположить, что силы, действующие между нейтральными частицами, как и силы взаимодействия между различными заряженными частицами, изменяются при движении частиц подобно электрическим силам. Иными словами, при перемещении тел все силы ведут себя подобно электромагнитным. Используя перечисленные допущения, Лоренцу удалось нарисовать физическую картину сокращения твердого стержня. Стержень сокращается вследствие того, что силы, действующие между частицами стержня, изменяются при его движении.

В своей статье Лоренц получил, что масса электрона должна изменяться, когда электрон начинает двигаться; затем Лоренц ввел время названное им «местным временем в движущейся системе». Это время не совпадает с временем в неподвижной системе и связано с ним весьма удивительным образом, однако при использовании «местного времени» уравнения Лоренца принимают особенно простой вид.

Таким образом, вывод работы Лоренца заключался в том, что, если считать все тела состоящими из заряженных частиц, а действующие между частицами силы — подчиняющимися уравнениям Максвелла, то, поскольку эти силы изменяются при движении тела, последнее будет сокращаться в направлении движения. Для такого вывода потребовалось несколько странных предположений: во-первых, электроны должны сокращаться подобно твердым телам; во-вторых, все существующие силы (например, гравитационные) должны вести себя так же, как и электромагнитные, когда тело движется. Если согласиться с этими допущениями, то становилась понятной физическая картина сокращения движущегося стержня.

Возможно, что наш взгляд на мир мог продолжать развиваться подобным образом, если бы не родился Альберт Эйнштейн. Лоренц нашел, что удобно ввести так называемое местное время в движущейся системе. Это было удобно потому, что при использовании этого времени уравнения электродинамики, соотношения между полями и зарядами сохраняли в движущейся системе ту же форму, которую они имели в неподвижной системе (этого не будет, если в подвижной и неподвижной системах использовать одно и то же время).

Минковский по этому поводу писал:

«Лоренц назвал — комбинацию х и — местным временем равномерно движущегося электрона и применил физическое истолкование этого понятия для лучшего понимания

гипотезы сокращения. Однако первым, кто ясно осознал, что время одного электрона ничуть не хуже времени другого, иными словами, что и — абсолютно равноправны, был А. Эйнштейн. Так впервые время, оказавшееся явно зависящим от физических явлений, было смещено со своего высокого пьедестала» [4].

Предпринятая Альбертом Эйнштейном атака на одну из самых древних наших догм, догму времени, придает его статье 1905 г. [5] особый блеск. И именно это делает ее столь малопонятной. В «техническом отношении» она чрезвычайно проста (гораздо проще статьи Лоренца, вышедшей раньше, но неизвестной тогда Эйнштейну) и не содержит ничего более трудного, чем утверждение, что скорость равна расстоянию, деленному на время: «...Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью с, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом. При этом путь луча света

Но если скорость светового импульса одинакова, наблюдаем ли мы за ним из одной системы отсчета или из другой, движущейся относительно первой, то наши представлений об оптическом пути (расстоянии) или о временном интервале, либо, как позднее выяснится, о том и о другом одновременно, необходимо пересмотреть.

1
Оглавление
email@scask.ru