релативистични кинематика

Спомнете си, че основната цел е да се опише механиката на движението, а именно - да разберем как да координира промените в тялото с течение на времето.

За да се опише движението трябва да има система за отчитане. В класическата механика, както знаем, в референтната система се състои от три обекти: на референтния орган (по отношение на която движението), твърдо свързана с тялото на препратка координатна система, както и за измерване на часовника. Наблюдателят, който се намира в референтната рамка, има способността да се измери координати на тялото и да се сравни тези четения с координати часа. В резултат на това на наблюдателя получава зависимостта на тялото на координати от време на време; позициониране на такава зависимост, тя може да се намери скоростта на тялото и други кинематични количества.

Сравнение на рамката на тялото и на часовника - ключов момент. Тук стигаме до важна идеята за едновременността на събитията. На първо място, нека да цитирам Айнщайн.

Ние трябва да се обърне внимание на факта, че всички наши решения, в които времето играе роля винаги са преценки за odnovremennno събития. Ако, например, да речем, "Това влак пристига тук, в 07 часа," - това означава, че нещо подобно: "Бележки малката страна на часовника ми до 7 и пристигането на влака са едновременни събития."

(A. Einstein. "На електродинамиката на движещи се обекти").

Какво е едновременност в класическата механика? Въпросът изглежда е ясно: събитията са едновременни, ако се случат по едно и също време на часовника на наблюдателя. Тук ние се отбележи две важни точки.

• Няма значение дали тези събития се случват в една и съща точка в пространството или на различни места. В класическата механика, ние спокойно говорим за едновременността на пространствено разделени събития.
• Концепцията за едновременност има абсолютно значение: двете събития са едновременни в една референтна рамка ще бъде едновременно във всяка друга референтна рамка. Във всички инерционни референтни системи, време протича по същия начин - се изразява в уравнението Галилеевите трансформации.

Такова разбиране за едновременност, обаче, е интуитивно. И, наистина лошо, тя се основава на предположението за миг взаимодействие. В действителност, ако сигналите от събитията, настъпили в различни точки в пространството, да стигнат до наблюдател веднага, каква е разликата с него колко голяма е разстоянието между двете събития? Всяко забавяне на пристигането на сигналите няма да всъщност. По същия начин, без значение дали и наблюдателят е в покой или се движи - времеви сигнали се разпространяват с безкрайна скорост, събитието ще се появи едновременно за наблюдателя, независимо от факта на неговото движение.

Но в действителност, скоростта на сигнала е ограничен и не може да надвишава скоростта на светлината във вакуум. По този начин ни интуитивно разбиране на едновременността на пространствено разделени събития, е неправилно. В крайна сметка, ако ние се държи хронометър, поправете го по времето на поява на околните събития и да се опитаме да се прецени тяхната едновременност, ние трябва да се съобразяват с пристигането на забавянето на сигнала от различни точки в пространството. Нещо повече, тези закъснения могат да бъдат предоставени различават в зависимост от това дали сме в неподвижната референтна рамка или преместване.

Какво се оказва - понятието за едновременност няма смисъл изобщо? Оказва се, там! Айнщайн предложил ясна програма за преодоляване на тези трудности. Същността му е, както следва: тъй като всичко е толкова зле в момента на измерване от един час за наблюдение, а след това нека да използват много синхронни часовници, поставени в различни точки в пространството. Две събития ще бъдат разглеждани едновременно, ако същия часовник, който се намира в местата, където са настъпили събитията.

А сега - и повече точки.

1. Да предположим, че в някакъв момент в пространството, има часовници. Ако в този момент там е събитие, нашият часовник показва времето на събитието. Така, ако в този много точка, се случват две събития, ние винаги може да се каже, те са едновременно или не - просто чрез сравняване на показанията на часовниците по време на събитията.

Така че, с определението за едновременност на събития, настъпили в една единствена точка в пространството, няма проблем.

2. За дефиницията на понятието за едновременност на пространствено разделени събития, ние се нуждаем много от същите часове, подредени в пространството често е достатъчна. Всеки часовник показва времето на събития, настъпили на мястото, където се намира часовника.

За да може да се съди за едновременността на събитията, станали в различни точки в пространството, всички тези часове трябва да отидат едновременно. т. е. да се покаже едно и също време. Но въпросът естествено възниква: как да се постигне това? Как мога да се синхронизира часовниците?

3. За да се синхронизира часовниците разположени в различни точки на пространството, Einstein предложи използването на светлинни сигнали.

Нека точките и има часовници. Да приемем, че сигналът от точка до точка е изпратено до светлината, която се отразява на и се връща обратно към.

Да предположим, че към момента на изпращане на часовника показва сигнала. и час на връщане
Сигнални отчитания са същите часа.

правило на Айнщайн. По дефиниция, часовникът и движение cinhronno, ако времето за пристигане на сигнала на точка Б, се равняват на часовника.

С други думи, часовникът ще покаже точно в средата на участъка между t1 и t2.
правило Einstein е показано на фиг. 1.