Теория относительности
-
Теория относительности
- Включает специальную и общую теории относительности
- Специальная теория применима к физическим явлениям без гравитации
- Общая теория объясняет закон всемирного тяготения и его связь с силами природы
-
Специальная теория относительности
- Предложена Эйнштейном в 1905 году
- Основана на принципе относительности и постоянстве скорости света
- Объясняет относительность одновременности, замедление времени и сокращение длины
- Заменила преобразования Галилея преобразованиями Лоренца
-
Общая теория относительности
- Разработана Эйнштейном в 1907-1915 годах
- Основана на принципе эквивалентности и искривлении пространства-времени
- Объясняет гравитационное замедление времени, прецессию орбит и отклонение света
- Использует уравнения поля Эйнштейна для описания кривизны пространства-времени
-
История и развитие
- Специальная теория принята в 1920-х годах
- Общая теория заняла центральное место в физике и астрономии в 1960-х годах
- Новые математические методы упростили вычисления и визуализацию концепций
-
Экспериментальные данные
- Теория относительности основана на эмпирических открытиях
- Специальная теория подтверждена экспериментами Майкельсона-Морли, Кеннеди-Торндайка и Айвза-Стилвелла
- Общая теория подтверждена наблюдениями за гравитационным замедлением времени и прецессией орбит
-
Гипотеза Френеля и эксперимент Майкельсона-Морли
- Гипотеза Френеля исключала эффекты первого порядка, но Максвелл считал, что эффекты второго порядка слишком малы для обнаружения.
- Эксперимент Майкельсона-Морли был разработан для обнаружения эфирного ветра, но не дал результатов.
-
Специальная гипотеза Фицджеральда и Лоренца
- Фицджеральд и Лоренц создали гипотезу о сокращении длины тел в зависимости от их движения в эфире.
- Гипотеза не имела теоретического обоснования.
-
Интерпретация эксперимента Майкельсона-Морли
- Время прохождения света изотропно, но это не опровергает теорию эфира и не подтверждает специальную теорию относительности.
-
Эксперимент Кеннеди-Торндайка
- Эксперимент показал, что скорость света изотропна, но не дал информации о её изменении в разных инерциальных системах отсчета.
- Вывод: время прохождения света одинаково во всех инерциальных системах отсчета.
-
Эксперимент Айвза-Стилвелла
- Эксперимент проверил поперечный эффект Доплера, предсказанный Эйнштейном.
- Наблюдалась коррекция на коэффициент Лоренца, что подтвердило специальную теорию относительности.
-
Современные приложения
- Релятивистские эффекты важны для спутниковых измерений и систем глобального позиционирования.
- Высокоточные измерения времени и приборы, такие как электронные микроскопы и ускорители частиц, требуют учёта релятивистских эффектов.