Вопрос по физике:
Чому в Ейнштейна виникла необхідність у перегляді уявлень про простір і час?
Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?
Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок - бесплатно!
- 15.02.2022 07:32
- Физика
- remove_red_eye 281
- thumb_up 2
Ответы и объяснения 1
Ответ:
Довгий час протиріччя намагалися вирішити виходячи з припущення про апріорність істинності перетворень Галілея. Проте вже на цьому етапі здійснювалися боязкі і епізодичні спроби ввести нові перетворення простору і часу, але вони стосувалися вирішення особистих проблем і інтерпретувалися лише як зручний математичний прийом. Прикладом є не ньютонівський час, що фігурує в теорії Лоренца, який останній інтерпретував як локальний і не зачіпає універсального статусу абсолютного часу класичної механіки. Коли ці спроби не увінчались успіхом, то вчені змушені були звернутися до пошуків нових просторово-часових перетворень, які задовольняли б зазначеним вище двом положенням.
У такій ситуації можна було піти двома шляхами. По-перше, до вирішення проблеми можна було підійти суто математично, тобто знайти більш загальні математичні перетворення, які охоплювали б і електромагнітні явища. Так були знайдені перетворення Лоренца.
Другим шляхом подолання суперечностей була спроба критично проаналізувати фізичні передумови перетворень Галілея. Цей підхід був використаний Ейнштейном, який прийшов до тих же перетворень, що і Лоренц.
Це була справжня революція у фізиці, яка знаменувала зміну природничо-наукової картини світу. Але Лоренц був прихильником механістичної теорії: навіть ввівши в фізику нові перетворення, він розглядав їх лише як зручний обчислювальний прийом і не намагався ревізувати універсальний абсолютний час ньютонівської механіки. Лоренц пов'язував нові перетворення зі зміною просторово-часових властивостей об'єктів, що рухаються, а не зі зміною властивостей простору і часу. Відповідно релятивістські ефекти - скорочення довжини, уповільнення часу - виступали як динамічні ефекти, які як би зумовлені дією сил, які призводять до скорочення довжини об'єкту та уповільнення часу.
Насправді ж властивості простору і часу, з одного боку, і просторово-часові властивості рухомої матерії - з іншого, знаходяться в певному взаємозв'язку, який у більш конкретному контексті проявляється як «доповнюваність» геометрії та фізики. Така додатковість при бажанні і при слідуванні певним методологічним нормам дозволяє в широких межах залишати незмінними властивості простору і часу, трансформуючи всі необхідні зміни до просторово-часових властивостей рухомих об'єктів. Наприклад, астрономи виявили, що промінь світла від далекої зірки, який, згідно з класичним уявленням, повинен рухатися по прямій лінії, «не вкладається» в рамки евклідової геометрії. Для пояснення цієї обставини можна піти двома шляхами і відповідно допустити: 1) простір в космічних масштабах викривлений, він має неевклідовий характер, 2) космічний простір евклідів, але якась сила викривляє світловий промінь, і він не є прямолінійним.
Теорія відносності Ейнштейна знаменувала різкий розрив в методологічних і філософських відносинах з попередніми розробками і разом з тим представляла історичну спадковість у розвитку наукового знання.
Ейнштейн показав, що, прийнявши принципи відносності і здійснивши синхронізацію годинників світлом, ми не будемо мати потребу ні в яких інших додаткових гіпотезах і що перетворення Лоренца безпосередньо випливають із зазначених припущень.
У теорії відносності Ейнштейна питання про властивості та структуру ефіру як реальної субстанції трансформується в більш важливе і конструктивне питання про реальність самого ефіру. Негативні результати, отримані в ході численних експериментів по виявленню ефіру, і невдалі спроби визначення абсолютного руху щодо нерухомого ефіру, який виступає в якості певної привілейованої системи відліку (і відповідає абсолютному простору Ньютона), знайшли радикальне і природне пояснення в теорії відносності - ефіру немає!
Заперечення існування ефіру і прийняття постулату про постійність і граничність швидкості світла лягли в основу теорії відносності, яка виступає як синтез механіки та електродинаміки. Цей синтез діалектичний, так як теорія відносності не механічно з'єднує два моменти вищевказаного протиріччя механіки та електродинаміки, а, так би мовити, синтезує їх в єдиній теорії. Вона рішуче зламала односторонній підхід класичного природознавства, що зводилися метафізикою в абсолют. Її творець не побоявся взяти за вихідні експериментально отримані дані, що суперечать здоровому глузду, відповідним чином узагальнивши і діалектично поєднавши їх.
У праці "До електродинаміки рухомих тіл», що ознаменувала створення спеціальної теорії відносності, Ейнштейн чітко виклав вихідні пункти нової теорії.
По-перше, невдалі спроби виявити рух Землі відносно ефіру привели його до припущення, «що не тільки в механіці, але і в електродинаміці ніякі властивості явищ не відповідають поняттю абсолютного спокою і навіть, більше того, - до припущення, що для всіх координатних систем , для яких справедливі рівняння механіки, справедливі ті ж самі електродинамічні та оптичні закони, як це вже доведено для величин першого порядку». Це припущення стало новим принципом відносності.
По-друге, Ейнштейн прийняв постулат, який лише на перший погляд знаходиться з першим положенням у протиріччі: світло у вакуумі завжди поширюється з певною швидкістю, що не залежить від стану руху випромінюючого тіла.
Далі Ейнштейн розглядає відносність довжин і проміжків часу, і це приводить його до висновку про те, що поняття одночасності позбавлене абсолютного значення: «Дві події, одночасні при спостереженні з однієї координатної системи, вже не сприймаються як одночасні при розгляді з системи, що рухається відносно даної системи ». У зв'язку з цим виникає необхідність розвинути теорію перетворення координат і часу від нерухомої системи відліку до системи, що рівномірно і прямолінійно рухається відносно першої. У процесі розвитку цієї теорії Ейнштейн і прийшов до формулювання перетворень Лоренца. З перетворень випливає заперечення незмінності протяжності і тривалості, величини яких залежать від руху системи відліку.
Вынік:
Ейнштейн узагальнив принцип відносності Галілея, сформульований для механічних явищ, на всі явища природи. Принцип відносності Ейнштейна говорить: В«Ніякими фізичними дослідами (механічними, електричними, оптичними), виробленими в якій-небудь інерційній системі відліку, неможливо визначити, чи рухається ця система рівномірно і прямолінійно, або знаходиться в спокоїВ». Не тільки механічні, але і всі фізичні закони однакові в усіх інерційних системах відліку. Таким чином, принцип відносності Ейнштейна встановлює повну рівноправність усіх інерційних систем відліку і відкидає ідею абсолютного простору Ньютона. Теорію, створену Ейнштейном для опису явищ в інерційних системах відліку, називають спеціальною теорією відносності.
- 15.02.2022 13:54
- thumb_up 1
Знаете ответ? Поделитесь им!
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи - смело задавайте вопросы!
Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.