Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MexLekcii2010prn

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
1.71 Mб
Скачать

6

§2.

( ,

, ).

¢

V

(Vy=Vz=0 ; . 2).

t=t¢=0,

, = ¢=0

.

,

r= t; – ¢

. 2 r'= t¢ ( = ¢!).

:

 

x2 + y2 + z2 = c2t2

 

(3)

 

x¢2 + y¢2 + z¢2 = c2t¢2

 

'.

(4)

 

( “ ”)

. ,

( , , ).

, ( )

:

x¢ = (xVxt), y¢ = y, z¢ = z; (5) t¢ = t + x, (6)

g, a b – , V (

, ,

: b=0, a=g=1,

). (5) (6) (4), :

g2×(x Vxt)2 + y2 + z2 = 2×(t + x)2,

(7)

(g2 2) g22xV

t

+ g2V 2×t2 + y2 + z2 = c2a2×t2 + c2×2t×bx + ( 2b2× 2)

 

(g2 2b2)× 2 + y2 + z2 – 2t×(g2V + c2ab)×x = (c2a2 g2V 2)×t2.

(7 )

g, a b , (7 )

(3) ( 3 4 ).

:

(g2 2b2) = 1; (g2V + c2ab) = 0; (c2a2 g2V 2) = 2.

:

 

 

 

c2

1

 

 

æ

V 2

ö

1

V

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

x

÷

 

 

x

 

g

 

= c2 -V 2

= 1 - (V / c 2);

a = g =

ç1

- c 2 ÷

;

b = -g c2 .

 

 

 

x

 

x

 

è

 

 

ø

 

 

 

 

(8)

(9)

41

6

(8)

( )

 

(g2 2b2) = 1;

(2)

 

 

(g2V + c2ab) = 0;

(1)

 

(c2a2 g2V 2) = 2. (3)

(8)

(1- )

b = -

g2V

 

 

(2)

 

 

g2 - c2

 

g4V 2

 

=1

® g2 (1 -

g2V 2

) =1.

 

 

 

 

 

 

 

a2c4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ac2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2c2

(3- ) ,

 

 

 

c2a2 = 2 + g2 V2

2- :

 

 

2

 

 

 

 

 

 

g2V 2

 

 

 

 

2

 

c2

+ g2V 2 - g2V 2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

2

2 2

 

 

 

g

 

(1 -

 

 

 

 

 

 

 

) = g

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) =1 Þ g

c

 

 

= c

 

+ g V

 

 

 

 

c

2

 

2 2

 

 

 

c

2

+ g

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ g V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

2

=

 

 

c2

 

=

 

 

1

 

 

=

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2 -V

2

c2

-V 2

1 -

V 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g (3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

2

a

2

-

 

 

c2

 

 

V

2

= c

2

 

® a

2

-

 

 

V 2

 

=1 Þ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2 -V 2

 

 

 

 

c2

-V 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Þ

 

a

2

=1 +

 

V 2

 

=

 

c2

-V 2 +V 2

 

=

 

 

 

c2

 

 

= g

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2 -V 2

 

 

 

c2 -V 2

 

c2

-V 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = g.

a (1)

2 2

 

 

V

g V + c

gb = 0

® b = -g

 

c2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

 

g.

 

 

 

x=ct, '

x'=g(x-Vt)

 

:

x'=ct'

x=g(x'+Vt')

(1)ct=g(x'+Vt')=g(ct'+Vt')=g(c+V)t'

(2)ct'=g(x-Vt)=g(ct-Vt)=g(c-V)t

(1) (2) 2tt' = g2(c2-V2)t't

 

c2 = g2(c2-V2)

g2 = c2/(c2-V2) g =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1 -

V 2

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------

x' = g(xVt), x = g(x'+Vt') x' = g[g(x'+Vt')–Vt] = g2x'+g2Vt'gVt;

2

 

 

2

 

 

 

 

 

¢

(g

2

-1)

 

 

x'

g

2

-1

 

x'

1

 

 

 

 

 

 

 

t =

x

 

 

+ gt'= g(t'+

 

) = g[t'+

 

gVt = x'(g

–1)+g

Vt'

 

 

 

 

 

 

×

 

 

 

×(1 -

 

)] =

 

 

gV

 

V

 

g2

V

g2

= g[t'+

x'

×(1 -1

+

V 2

)] = g(t'+

x'V

) .

(

t' = ….)

V

 

2

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

6

(9) (5) (6),

¢,

(

):

x¢

= g(x -Vxt) =

 

x -Vxt

 

,

 

x = g(x¢ +Vxt¢) =

 

x¢ +Vxt¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - (V / c)2

 

1 - (V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ c)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

¢

= y,

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

z = z

 

 

 

 

 

 

 

y = y ,

z = z

 

 

 

 

t¢ = g × (t -

Vx × x

) =

t

- x ×Vx / c2

;

t =

t¢

+ x¢×Vx / c2

 

.

 

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c 2

 

 

1 - (Vx / c)2

 

 

1 - (Vx / c)2

 

 

 

 

¢ ( ) ( )

(10) “ ” “ ”.

, Vx<< c .

,

,

( , ).

,

, ( V),

, .

 

g =

1

³1 – ,

1 - v2

c2

, v<c

.

§3. 4- .

. ,

, – .

4- ( –

): , , z, –

 

t, t = t ,

 

,

 

 

 

 

 

. ( , , z, t)

 

.

 

 

 

. 3

 

 

(

 

 

 

 

).

 

 

. 3

( ,t), ,

43

6

, . , 0τ – ,

= 0. 0 ,

, , ,

t=0, ( 3- –

0 0z). = t, =τ,

45 . ,

0 – .

′ τ′ ,

x=γ(x Vt) ′=0. =Vt=βτ, β=V/ ,

, ϕ τ (tgϕ=β).

,

′ ( ′ τ′).

′ – , ′ ,

′=0 t′=0. t=γ(t xV/c2)

t′=0, t=xV/c τ=β . , ′ ϕ

, , ′ .

, ′

. .3, ′ ′ ). , D,

, ,

′.

( )

– ( ) 4-

( ):

S = [(τ12)2 l2]1/2 = [(τ′1-τ′2)2 l2]1/2

S2 = c2(t1-t2)2 – [(x1-x2)2 + (y1-y2)2 + (z1-z2)2] =

2

 

2

2

2

= (ct12 )

 

− (x12

+ y12

+ z12 ) . ( t'1t'2= t' = t'12) (11)

,

,

, :

 

 

1) (l > ct12) –

,

, : (11) t12 = 0,

( t12)2 l2 = –l2 < 0; .3 ′

 

( ′, ), '

( ′ –

 

'=0),

.

 

2) (ct12 12 > l) –

 

′, ,

. 3

44

6

, : l′ = 0, ( t12)2 l2=(ct12)2 > 0; D 1 2 ( .3 ), '

′, t'.

3) (ct12 = l) –

.

===========================================================

,

.

'

x2+y'2+z'2=c2t'2.

( x'=x Vt, y'=y, z'=z ) :

(xVt)2+y2+z2=c2t2 x2–2xVt+V2t2+y2+z2=c2t2,

(1)

, ' .

, =const.

t'=t+fx, (1) :

x2–2xVt+V2t2+y2+z2 = c2t2+2c2ftx+ 2f2x2

, f = V/c2, , xt ,

t'=tVx/c2,

:

x2(1–V2/c2)+y2+z2 = c2t2(1–V2/c2)

(1–V2/c2),

x2 i t2. ,

,

x' = (xVt)/(1–V2/c2)1/2, y' = y, z' = z;

t' = (tVx/c2)/(1–V2/c2)1/2.

45

7

7.

. .

.

. .

. . .

. .

,

.

1. . ¢,

V ,

x1¢ 2¢ , t'0,

2 ). :

¢

+

x1¢

×V

),

¢

+

x¢2 ×V

)

Dt = t1 - t2

= g

V

¢

(1)

 

 

 

 

t1 = g(t0

c2

t2 = g(t0

c2

c2

Dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1¢ ¹ x2¢ , t1 ¹ t2,

Dt. , , ,

.

2. :

. ¢ , V

, ¢ , Dt¢=t2¢-t1¢=t0 (t0

– , '

).

t1 t2 ( )

¢

¢

×V

 

 

 

 

 

¢

 

¢

×V

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x

 

 

t1 = g(t1 +

 

 

) i t2

= g(t

2

+

 

 

) ,

 

c2

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dt = t2 t1 = (t2¢ t1¢) = gDt¢ =

 

t0

 

 

,

 

Dt > 0.

(2)

 

 

 

 

 

1 -V 2 / c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

. t0 ,

, , . , ,

,

,

.

(

). Dt 0 V (

), . 1.

46

7

.

v=100000 , 0=50 .

 

t =

 

t0

 

 

=

 

 

50

 

=

 

 

50

 

 

=

150

=

150

= 53,2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,82

 

 

 

v2

 

 

(105 )2

 

9 -1

8

 

 

 

1 -

1 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

(3 ×105 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L=v×t=1,6777152×1017 = 17,73 . .

(1 = 31536000 ;

 

 

1 . = 9,4608×1015 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v=290000 50 195,3 ( =3,9057),

188,8 . ( L = 1,7862×1018 ).

 

, .

(L¢=L/ »1,79/3,9 » 0,46) , , .

3. : (

). ¢ ,

l0 = D ¢ = x2¢x1¢ (

, ' ).

V .

, ( t) ( )

1 2 .

:

x1¢ = g(x1Vt); x2¢ = g(x2Vt).

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2¢ x1¢ = D ¢ = l0 = (x2 x1)

x

2

- x = l =

l

0

= l

0

×

1-

V 2

 

 

.

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

g

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, , g

( , ).

,

.

, 1 2

,

, ' (

)? , , “ ”

t' '1 '2 l, -

. 1 2

: x1 = g(x'1+Vt'); x2 = g(x'2+Vt'). :

x2 x1 = D = l0 = (x'2 x'1)

x¢2 - x1¢ = l¢ =

l

= l0 × 1 -

V 2

< l0.

0

 

g

c2

 

 

 

 

. 2.

47

7

t/τ0 m/m0

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 V/c

. 1

l/l0

 

 

1,0

 

 

0,8

 

 

0,6

 

 

0,4

 

 

0,0

0,2 0,4 0,6

0,8 V/c

 

. 2

 

4..

¢ ( V=V

) vx¢ ¢ ( ). vx

.

:

v¢x

=

dx¢

;

vx

=

dx

.

dt¢

 

 

 

 

 

 

dt

( x=g(x¢+Vt¢) )

t

( t=g(t¢+Vx¢/c2) ), dx i dt :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx=(dx¢+Vdt¢),

 

 

 

 

 

dt = g ×(dt¢ +

V × dx¢

) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

 

dx

+V)

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt (

 

 

 

 

¢

 

 

+V

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

vx =

=

g ×(dx

+Vdt )

=

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

=

 

 

v

x

 

= (v¢x

+ V)

 

 

 

; (4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdx¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

g ×(dt¢ +

)

 

 

dt¢(1 +

V

 

×

dx¢

)

 

 

 

1 +

v¢x

 

 

 

 

 

 

 

c 2

+ Vv¢x

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vx < v'x + V – .

 

, v ¢ , v ¢ vz¢,

 

( , Vy=0 i Vz=0, a dy=dy¢ dz=dz¢):

 

 

 

 

 

vy =

 

dy

=

 

 

 

dy¢

 

 

 

 

=

1

×

 

 

 

 

 

 

v¢y

 

;

 

 

vz =

dz

=

 

1

×

 

v¢z

 

 

.

(4 )

 

 

dt

 

g(dt¢ +Vdx¢/ c2 )

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

g

1 +Vv¢x / c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +Vv¢x / c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v ,

¢

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vx -V

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

vz

 

 

 

 

 

c ×

c 2 -V 2

 

 

 

 

v¢x =

 

 

 

 

 

 

 

;

v¢y =

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

v¢z =

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

vz .

(4 )

 

1 -

 

V

 

vx

g

 

 

 

 

 

V

vx

 

 

g

 

 

 

 

 

V

vx

 

 

c 2 -Vvx

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

1 -

 

c 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 -

 

c

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ,

, v'x×V/ 2 << 1

. , ,

! v'x = ,

48

7

vx =

 

c +V

=

c +V

×c = c .

 

 

V

 

 

 

 

 

c +V

 

1 +

 

c

 

 

 

 

c2

 

 

 

, , ,

( !).

5. .

 

 

 

 

¢

 

 

æ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

2 ö 2

 

 

 

ax

=

 

ax

 

=

ç

-

 

 

 

÷

 

 

¢

;

,

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

g

3

 

ç1

 

c

÷

 

ax

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

a

y,z

 

 

æ

 

 

 

 

 

V

ö

 

ay

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

÷

 

¢

,

, z

=

 

 

 

 

=

 

 

-

 

 

 

2

 

 

 

g

ç1

 

 

c

÷

 

ay, z

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

.

. ( )

,

,

, .

0=10-8 . (

, ) l ~ × 0 = 3 .

~ 0,995 (

!),

t = gt0 =

 

10−8

 

 

=

 

10−8

 

=10−7 c ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ 0,995c ö2

 

 

 

1 - 0,99

 

 

 

1 - ç

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

è

ø

 

 

 

 

 

 

10 »30 ,

,

.

,

l12 t1 t2:

S12 = c2 (t1 - t2 )2 - l122 .

, , -

. 4-

, 4-

( , ).

, .

49

8

8.

. 2- 3- . .

. .

3-

. . .

. .

.

§1.

,

,

.

: , ,

; , 320

( 1687 .) “ ” (

, ,

) .

, , –

: ,

, .

?

: , ;

: , ;

: ,

, .

, , .

, .

. F – ,

. , ,

.

( ) , ,

, .

,

,

,

. ,

:

1): F = mg, – (

), g – .

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]