Спецыя?льная тэо?рыя адно?снасц?  ? тэорыя, якая ап?свае, як адбываюцца ф?з?чныя працэсы ? залежнасц? ад абранай с?стэмы адл?ку . Спецыяльная тэорыя адноснасц? была распрацавана Альбертам Эйнштэйнам ? з’я?ляецца ?дасканаленнем механ?к? Ньютана для цел, як?я рухаюцца са скорасцю , бл?зкай да скорасц? святла .

Спецыяльная тэорыя адноснасц? засно?ваецца на двух пастулатах:

• прынцып адноснасц?  ? ва ?с?х ?нерцыяльных с?стэмах адл?ку ф?з?чныя працэсы праходзяць аднолькава;
• прынцып пастаянства скорасц? святла ? скорасць святла з’я?ляецца пастаяннай вел?чынёй ? не залежыць ад выбару с?стэмы адл?ку.

Пры вывадзе спецыяльнай тэоры? адноснасц? прастора л?чыцца аднароднай ? ?затропнай, а час  ? аднародным.

У спецыяльнай тэоры? адноснасц? прастора ? час не з’я?ляюцца незалежным? адно ад аднаго, як гэта мае месца ? клас?чнай ф?з?цы. Яны разам утвараюць кантынуум , як? з матэматычнага пункту погляду ?я?ляе сабой псе?дае?кл?даву прастору , вядомую як прастора-час М?нко?скага . Кал? ? клас?чнай ф?з?цы адлегласць у часе м?ж дзвюма падзеям? не залежыць ад с?стэмы адл?ку, то ? спецыяльнай тэоры? адноснасц? гэта не так. Незалежнай ад с?стэмы адл?ку з’я?ляецца вел?чыня, якая называецца ?нтэрвалам м?ж падзеям? ? вызначаецца як

${\displaystyle \Delta s={\sqrt {c^{2}{\Delta t}^{2}-{\Delta x}^{2}-{\Delta y}^{2}-{\Delta z}^{2}}}.}$

Стварэнне СТА [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

Перадумовай да стварэння тэоры? адноснасц? з’яв?лася разв?ццё ? XIX стагоддз? электрадынам?к? ^[1] . Вын?кам абагульнення ? тэарэтычнага асэнсавання эксперыментальных факта? ? заканамернасцей у абласцях электрычнасц? ? магнетызму стал? ?ра?ненн? Максвела , як?я ап?сваюць эвалюцыю электрамагн?тнага поля ? яго ?заемадзеянне з зарадам? ? токам?. У электрадынам?цы Максвела скорасць распа?сюджвання электрамагн?тных хваль у вакууме не залежыць ад скарасцей руху як крын?цы гэтых хваль, так ? наз?ральн?ка, ? ро?ная скорасц? святла. Так?м чынам, ура?ненн? Максвела аказал?ся не?нварыянтным? адносна пера?тварэння? Гал?лея , што супярэчыла клас?чнай механ?цы.

Спецыяльная тэорыя адноснасц? была распрацавана ? пачатку XX стагоддзя намаганням? Х. А. Лорэнца , А. Пуанкаре , А. Эйнштэйна ? ?ншых навуко?ца?. Эксперыментальнай асновай для стварэння СТА паслужы? вопыт Майкельсана . Вын?к? аказал?ся нечаканым? для клас?чнай ф?з?к? таго часу: скорасць святла не залежыць ад к?рунку (?затропнасць) ? арб?тальнага руху Зямл? вакол Сонца. Спроба ?нтэрпрэтаваць атрыманыя дадзеныя выл?лася ? перагляд клас?чных уя?лення? ? прывяла да стварэння спецыяльнай тэоры? адноснасц?.

Пры руху са скарасцям?, усё бл?жэйшым? да скорасц? святла, адх?ленне ад закона? клас?чнай дынам?к? станов?цца ?сё больш ?стотным. Друг? закон Ньютана , як? звязвае с?лу ? паскарэнне, пав?нен быць мадыф?каваны ? адпаведнасц? з прынцыпам? СТА. Таксама ?мпульс ? к?нетычная энерг?я цела складаней залежаць ад скорасц?, чым у нерэлятыв?сцк?м выпадку.

Спецыяльная тэорыя адноснасц? атрымала шматл?к?я пацвярджэнн? на вопыце ? з’я?ляецца дакладнай тэорыяй у сваёй вобласц? прымян?масц?.

Асно?ныя паняцц? СТА [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

Спецыяльная тэорыя адноснасц?, як ? любая ?ншая ф?з?чная тэорыя, можа быць сфармулявана на базе з асно?ных паняцця? ? пастулата? (акс?ём) ? прав?ла? яе адпаведнасц? ф?з?чным аб’ектам.

Асно?ныя паняцц? [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

С?стэма адл?ку ?я?ляе сабой некаторае матэрыяльнае цела, выбранае ? якасц? пачатку гэтай с?стэмы, спосаб вызначэння станов?шча аб’екта? адносна пачатку с?стэмы адл?ку ? спосаб вымярэння часу. Звычайна адрозн?ваюць с?стэмы адл?ку ? с?стэмы каардынат . Даданне працэдуры вымярэння часу да с?стэмы каардынат ≪ператварае≫ яе ? с?стэму адл?ку.

?нерцыяльная с?стэма адл?ку (?СА) ? такая с?стэма, адносна якой аб’ект, на як? не дзейн?чаюць знешн?я с?лы, рухаецца ра?намерна ? прамал?нейна. Пастул?руецца, што ?СА ?снуюць, ? любая с?стэма адл?ку, якая рухаецца адносна дадзенай ?нерцыяльнай с?стэмы ра?намерна ? прамал?нейна, таксама з’я?ляецца ?СА.

Падзеяй называецца любы ф?з?чны працэс, як? можа быць лакал?заваны ? прасторы ? мае пры гэтым вельм? малую працягласць. ?ншым? словам?, падзея цалкам характарызуецца каардынатам? (x, y, z) ? момантам часу t. Прыкладам? падзей з’я?ляюцца: успышка святла , станов?шча матэрыяльнай кропк? ? дадзены момант часу ? т. д.

Звычайна разглядаюцца дзве ?нерцыяльныя с?стэмы S ? S'. Час ? каардынаты некаторай падзе?, вымераныя ? с?стэме S, абазначаюцца як (t, x, y, z), а каардынаты ? час гэтай жа падзе?, вымераныя ? с?стэме S', ? як (t', x', y', z'). Зручна л?чыць, што каардынатныя вос? с?стэм паралельныя адна адной, ? с?стэма S' рухаецца ?здо?ж вос? x с?стэмы S са скорасцю v. Адной з задач СТА з’я?ляецца пошук суаднос?н, як?я звязваюць (t', x', y', z') ? (t, x, y, z). Гэтыя суаднос?ны называюцца пера?тварэнням? Лорэнца .

С?нхран?зацыя часу [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

У СТА пастул?руецца магчымасць вызначэння адз?нага часу ? рамках дадзенай ?нерцыйнай с?стэмы адл?ку працэдурай с?нхран?зацы? двух гадз?нн?ка?, як?я знаходзяцца ? адвольных кропках ?СА ^[2] .

Хай ад першага гадз?нн?ка ? момант часу ${\displaystyle t_{1}}$ да другога пасылаецца с?гнал (не абавязкова светлавы) з пастаяннай скорасцю ${\displaystyle u}$. Адразу пасля дасягнення другога гадз?нн?ка с?гнал адпра?ляецца назад з той жа пастаяннай скорасцю ${\displaystyle u}$ ? дасягае першага гадз?нн?ка ? момант часу ${\displaystyle t_{2}}$. Гадз?нн?к? л?чацца с?нхран?заваным?, кал? выконваецца ро?насць ${\displaystyle T=(t_{1}+t_{2})/2}$, дзе ${\displaystyle T}$ ? паказанне другога гадз?нн?ка ? момант прыходу да яго с?гналу ад першага гадз?нн?ка.

Мяркуецца, што такая працэдура ? дадзенай ?нерцыяльнай с?стэме адл?ку можа быць праведзена для любых двух гадз?нн?ка?, так што справядл?ва ?ласц?васць транз?ты?насц? : кал? гадз?нн?к A с?нхран?заваны з гадз?нн?кам B, а гадз?нн?к B с?нхран?заваны з гадз?нн?кам C, то гадз?нн?к? A ? C таксама акажуцца с?нхран?заваным?.

У адрозненне ад ньютана?скай механ?к? , адз?ны час можна ?весц? тольк? ? рамках дадзенай с?стэмы адл?ку. У СТА не прадугледжваецца, што час з’я?ляецца агульным для розных с?стэм. У гэтым заключаецца асно?нае адрозненне акс?яматык? СТА ад клас?чнай механ?к?, у якой пастул?руецца ?снаванне адз?нага (абсалютнага) часу для ?с?х с?стэм адл?ку.

Узгадненне адз?нак вымярэння [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

Каб вымярэнн? , выкананыя ? розных ?СА , можна было пам?ж сабой пара?но?ваць, неабходна правесц? ?згадненне адз?нак вымярэння пам?ж с?стэмам? адл?ку. Так, адз?нк? да?жын? могуць быць узгоднены пры дапамозе пара?нання эталона? да?жын? ? перпендыкулярным к?рунку да адноснага руху ?нерцыйных с?стэм адл?ку ^[3] . Напрыклад, гэта можа быць самая кароткая адлегласць пам?ж траекторыям? дзвюх часц?ц, як?я рухаюцца паралельна восям x ? x' ? маюць розныя, але пастаянныя каардынаты (y, z) ? (y', z'). Для ?згаднення адз?нак вымярэння часу можна выкарысто?ваць аднолькава зробленыя гадз?нн?к?, напрыклад, атамныя .

Зноск? [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

Спасылк? [ прав?ць | прав?ць зыходн?к ]

• На В?к?схов?шчы ёсць медыяфайлы па тэме Спецыяльная тэорыя адноснасц?