Глава 2. Описание опыта с обратимым событием
Nbsp; ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ ШКОЛА № 1286 Исследование явления относительности одновременности событий специальной теории относительности Дмитрий Константинович Федоров Научный руководитель: Елена Сергеевна Ветшева
Москва, 2018
Содержание
Резюме …..…………………………………………………………………….. 3
Введение .......................................................................................................... 4
Глава 1. Постулаты специальной теории относительности………………... 6
Глава 2. Описание опыта с обратимым событием......................................... 7
Глава 3. Описание опыта №1 с необратимым событием…….……….……. 9
Глава 4. Описание опыта №2 с необратимым событием…….……….…….12
Глава 5. Описание опыта №3 с необратимым событием…….……….…….15
Заключение ………………………………………………………………....... 17
Список литературы ………………………………………………………...... 18
Резюме
В данной работе исследуется тезис специальной теории относительности об относительности одновременности событий, который вытекает из постулата «скорость света не зависит от скорости движения источника света».
Во всех ранее описанных опытах с движущимися источниками света, иллюстрирующих специальную теорию относительности, описан опыт с обратимым событием, то есть система после проведения опыта может быть возвращена в исходное состояние.
|
|
|
В работе описаны мысленные опыты с необратимым событием. При возникновении необратимых событий специальная теория относительности оказывается противоречивой. Таким образом, в работе показано, что ее постулаты имеют ограниченную область применения.
Введение
Недавно я посмотрел советский научно-популярный фильм «Что такое теория относительности?» 1964 года выпуска [8]. Меня заинтересовали опыты, показанные в фильме, которые иллюстрируют специальную теорию относительности Эйнштейна. В школьном учебнике физики для 11 класса в параграфе 77 «Относительность одновременности» сформулирован проиллюстрированный в фильме вывод: «одновременность пространственно разделенных событий относительна» [7, стр.232]. Я долго обдумывал его и хочу предложить к обсуждению собственные мысленные опыты.
Сформулированная Альбертом Эйнштейном специальная теория относительности хотя и решила множество вопросов, которые нельзя было объяснить с помощью механики Ньютона, до сих пор привлекает внимание исследователей, пытающихся найти в ней противоречия. Конечно, спор с фундаментальными теориями не имеет никакого сиюминутного практического значения и обычно воспринимается как изобретение вечного двигателя, но в истории известно немало случаев, когда очевидная для всех, но сформулированная проблема или задача порождала новое направление в изучении картины мира.
|
|
|
Объект данного исследования - специальная теория относительности.
Предмет исследования – тезис об относительности одновременности событий, вытекающий из постулата «Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости приемника светового сигнала» [7, стр.229].
Во всех ранее описанных опытах с движущимися источниками света, которые иллюстрировали специальную теорию относительности, описан опыт с обратимым событием, то есть система после проведения опыта может быть возвращена в исходное состояние.
Задача. Я предлагаю провести мысленные опыты с необратимым событием.
Гипотеза. Предложенные мной опыты никак не могут быть объяснены теорией относительности.
Цель работы – подтвердить гипотезу.
Метод – мысленный опыт.
Новизна работы. Ни в фильме, и в учебнике, и в других найденных мной источниках ([1], [2], [3], [4], [5], [6], [9], [10]) я не нашел упоминания об аналогичных опытах.
|
|
|
Актуальность: новый шаг на пути познания мира.
Глава 1. Постулаты специальной теории относительности
Во второй половине XIX века Максвелл сформулировал основные законы электродинамики, и перед физиками встал вопрос: «протекают ли электромагнитные процессы (взаимодействие зарядов и токов, распространение электромагнитных волн и т.п.) одинаково во всех инерциальных (то есть движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно) системах отсчета, как и все механические явления. Основное противоречие между электродинамикой и механикой Ньютона заключалось в том, что согласно законам электродинамики скорость распространения электромагнитных волн в вакууме одинакова по всем направлениям и равна с=3*108 м/с. Но в соответствии с законом сложения скоростей механики Ньютона, если источник света движется, то скорость света должна уже быть c + v » [7, стр.226].
Эйнштейн сформулировал второй постулат теории относительности следующим образом: «в каждой инерциальной системе отсчета свет движется в вакууме с одной той же скоростью; величина этой скорости не зависит от того, покоится или движется источник света» [10, стр.10].
Следствием этого постулата является вывод о том, что «одновременность пространственно разделенных событий относительна» [7, стр.232]. Это явление как раз и иллюстрирует фильм.
|
|
|
Глава 2. Описание опыта с обратимым событием
В фильме описан поезд, движущийся со скоростью, близкой к скорости света. «Двери в вагоне открываются автоматически по световому сигналу» (рис.1) [8]. «Свет зажигается посередине вагона. Какая дверь откроется раньше?» [8]
Рис.1.
«С точки зрения пассажиров, они откроются одновременно, так как двери отстоят одинаково от источника света, а скорость света во всех направлениях одинакова» (рис.2)[8].
Рис.2.
«С точки зрения дачников, стоящих на платформе скорость света не зависит от скорости поезда, значит, лучи пойдут одинаково к обеим дверям. Но задняя дверь идет навстречу сигналу, и откроется раньше, а передняя уходит от света, и поэтому откроется позже» (рис.3) [8].
Рис.3.
То есть, с точки зрения теории относительности, «события, одновременные для одних людей, могут быть неодновременными для других» [8].
Проведенный в фильме опыт – это опыт с обратимым событием. В данном случае открытые двери могут быть снова закрыты, то есть вагон может вернуться в исходное состояние.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!