Lektsia Obschaya teoria otnositelnosti — 11


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Общая теория относительности Альберт Эйнштейн. 1916 год. В СТО законы формируются для инерциальных систем, движущихся с постоянной скоростью.В ОТО рассматриваются любые системы отсчета, в том числе и движущиеся с ускорением, то есть неинерциальные системы отсчета. В основу ОТО положены два постулата. 1. Принцип эквивалентности сил инерции и сил гравитации. (Этот факт можно считать доказанным. Эффекты гравитации и ускорения движения частиц – неразличимы). 2. Гравитационное взаимодействие распространяется с конечной скоростью, равной скорости света с в виде гравитационных волн. (Пока кванты гравитационного поля – гравитоны – не обнаружены). СТО оперирует плоским пространством-временем, а ОТО – искривленным. Любая масса искривляет пространство-время, другая масса, попадая в область искривления, испытывает силу притяжения. Кривизна пространства-времени создается источниками гравитационного поля – массами вещества и всеми видами энергии, присутствующими в системе, поскольку энергия и масса эквивалентны Тяготение зависит не только от распределения масс в пространстве, но и от их движения, давления и напряжений, имеющихся в телах от всех физических полей. Движение тел в искривленном пространстве-времени происходит по кратчайшим траекториям – геодезическим, которые в трехмерном пространстве-времени воспринимаются как движение по искривленным траекториям с переменной скоростью. Изменение гравитационных полей в вакууме распространяется со скоростью света. Герман Минковский (1864–1909), бывший учитель математики Эйнштейна, ввел четырехмерное пространство-время и дал геометрическое представление теории относительности. Математики Г. Риман и Н. Лобачевский создали теорию искривленного пространства произвольного числа измерений. Эйнштейн воспользовался математическими формулами Римана для четырехмерного пространства-времени. В основе ОТО лежит принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс, т.е. эквивалентности сил инерции и сил тяготения.Известны два независимых способа определения массы тела:1) Второй закон Ньютона. Здесь масса является сопротивлением тела приложенной к нему силе, мерой его инерции. 2) Закон Всемирного тяготения. Здесь масса – источник поля тяготения. Многочисленные опыты показали, что инертная и гравитационная массы эквивалентны друг другу mэкв а = mграв. g.Силы инерции в ускоренной системе отсчета эквивалентны гравитационному полю.Теоретический анализ привел Эйнштейна к выводу, что две системы отсчета, одна из которых движется ускоренно, а другая хотя и покоится, но в ней действует однородное поле тяготения, в отношении механических явлений эквивалентны и неразличимы. Проведя мысленные эксперименты, Эйнштейн пришел к выводу, что реальное гравитационное поле будет эквивалентно ускоренным системам только в том случае, если пространство время является искривленным. Он исходил из того, что пространственно-временной континуум носит риманов характер. Из ОТО был получен ряд выводов: 1. Свойства пространства-времени зависят от движущейся материи, в частности от массы тел. Вблизи массивных тел пространство-время искривляется, и в гравитационном поле распределенных масс пространство становится неевклидовым, а ход времени вблизи этих тел замедляется. Эффект Девиация геодезических Движение тел в искривленном пространстве-времени происходит по кратчайшим траекториям – геодезическим, которые в трехмерном пространстве-времени воспринимаются как движение по искривленным траекториям с переменной скоростью. Изменение гравитационных полей в вакууме распространяется со скоростью света. 2. Отклонение луча света гравитационным полем солнца Луч света должен искривляться в поле тяготения. 3. Гравитационное красное смещение Частота света в результате действия поля тяготения должна изменяться. В результате линии солнечного спектра под действием гравитационного поля Солнца должны смещаться в красную сторону спектра, по сравнению со спектрами земных источников. 4. Смещение перигелия Меркурия ОТО предсказала, что эллиптическая орбита Меркурия должна медленно смещаться в пространстве в том же направлении, что и сама планета. Что справедливо и для других планет. Экспериментальная проверка ОТО Отклонение луча света в гравитационном поле Солнца было обнаружено во время солнечного затмения 29 мая 1919 г., в полном согласии с ОТО.Красное смещение в спектрах небесных тел также было обнаружено в 1923-1926 гг. при изучении Солнца, а в 1925 г. – при наблюдении спектра спутника Сириуса. ОТО произвела переворот в космологии. На ее основе появились различные модели Вселенной. С точки зрения ОТО Земля вращается вокруг Солнца не потому, что оно ее притягивает, а потому, что присутствие Солнца искривляет пространство-время настолько, что траектория свободного («по инерции») движения Земли из прямой превратилась в замкнутый эллипс.

Приложенные файлы

  • ppt 18813897
    Размер файла: 856 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий