- •2. Досліди Майкельсона-Морлі
- •3. Перетворення Лоренца
- •4. Постулати ств
- •5. Елементи релятивістському динаміки
- •6. Відносність проміжків часу
- •А) Лабораторна робота № 1
- •Методика виконання роботи
- •Завдання до роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів
- •5. Висновки з роботи
- •6. Питання до самоперевірки
- •7. Відносність відстаней
- •Б) Лабораторна робота № 2
- •Методика виконання роботи
- •Завдання до роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів
- •5. Висновки з роботи
- •6. Питання до самоперевірки
Б) Лабораторна робота № 2
Тема: Відносність відстаней
Мета роботи: Вивчити спеціальну теорію відносності і дослідити відносність відстаней за допомогою моделювання фізичних процесів комп'ютером
Методика виконання роботи
Лабораторна робота виконується за допомогою моделювання фізичних процесів комп'ютером з використанням програми «Открытая фізика».
Вигляд вікна цієї програми наведено на рис.1. Значення y - відносну швидкість систем відліку,
l - відстань між кінцями стержня, - довжина твердого стержня, виміряна у власній системі відліку, в якій стержень нерухомий.
Одним з важливих наслідків спеціальної теорії відносності є висновок про відносність відстаней. Відстань не є абсолютною величиною, а залежить від швидкості руху тіла відносно даної системи відліку.
Нехай довжина твердого стержня, виміряна у власній системі відліку, в якій стержень нерухомий, дорівнює l0. Під довжиною l стержня в іншій системі відліку, щодо якої стержень рухається з деякою швидкістю υ, розуміють відстань між кінцями стержня, зафіксованими одночасно по годинах цієї системи. Тоді відповідно до теорії відносності має місце співвідношення:
де Таким чином, довжина рухомого стержня виявляється завжди менше довжини нерухомого стержня. Відносність відстаней (довжин) пов'язана з постійністю швидкості світла у всіх інерціальних системах і з відносністю проміжків часу. Комп'ютерна програма моделює експеримент з вимірювання довжини твердого стержня двома спостерігачами, які у різних інерціальних системах. Один зі спостерігачів нерухомий по відношенню до стержня, інший рухається з деякою швидкістю υ вздовж стержня. Експеримент полягає у вимірюванні часу поширення світлового імпульсу від одного кінця стержня до іншого і назад.Подія 1 - коротка світлова спалах на одному кінці стержня подія 2 - повернення світлового імпульсу до лампи! У власній системі відліку інтервал часу між цими подіями дорівнює τ0 = 2l0 / c. У рухомій системі відліку інтервал часу між цими подіями дорівнює З цих співвідношень випливає У комп'ютерному експерименті можна змінювати відносну швидкість систем відліку. У верхній частині екрана відтворюється експеримент з вимірювання власного часу τ0 між подіями в системі, в якій стержень нерухомий. У нижній частині екрана цей же експеримент виконує спостерігач в рухається по відношенню до стержня системі відліку. Результати вимірювань проміжків часу τ0 і τ висвічуються на годиннику в обох системах відліку.
Завдання до роботи
Вивчити спеціальну теорію відносності, а саме відносність довжини.
Порядок виконання роботи
Дослідження відносність довжини
Задати відносну швидкість систем відліку y.
Записати стале значення початкової відстанні .
Записати значення l - відстань між кінцями стержня та зачення відношення швидкості руху системи відносно швидкості світла – β.
Спостерігаючи рух рухомої системи відносно нерухомої записати: а) значення часу за який світловий промінь пройшов відстань в нерухомій системі -; б) значення часу за який світловий промінь пройшов відстаньl в рухомій системі - ; в)значення часу проходження відстані світлового променя в рухомій системі відносно нерухомої - .
П.1-4 повторити для десяти різних значень y.