Электродинамика и принцип относительности

Постулаты Эйнштейна

3. Отрицательный результат опыта Майкельсона свидетельствует о том, что принцип относительности справедлив и для оптических явлений, т. е. свет распространяется во всех инерциальных системах отсчёта с одной и той же скоростью.

Но в классической механике для инерциальных систем отсчёта справедлив классический закон сложения скоростей, в соответствии с которым скорости тел должны быть различны в движущихся друг относительно друга системах отсчёта.

Возникшее противоречие можно устранить, если отказаться от классического закона сложения скоростей и от преобразований Галилея, при которых скорость света изменяется при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой.

Смелый шаг в решении этой проблемы сделал немецкий физик Эйнштейн. В 1905 г. была опубликована его статья «К электродинамике движущихся тел». Основная мысль Эйнштейна состояла в том, что сложившиеся в науке представления о пространстве и времени не позволяют построить теорию движения тел со скоростями, близкими к скорости света.

Эйнштейн ввёл новые представления о пространстве и времени, создав новую теорию — специальную теорию относительности. В основу этой теории были положены два постулата: принцип относительности и принцип постоянства скорости света.

Обобщая принцип относительности Галилея на все явления природы, Эйнштейн сформулировал первый постулат теории относительности:

все физические явления при одинаковых начальных условиях протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта.

Этот постулат снимает представление об абсолютном пространстве, так как любая из систем отсчёта, движущихся равномерно и прямолинейно относительно других, обладает тождественными свойствами. Эфир же обладает свойствами, сходными со свойствами абсолютной системы отсчёта. Следовательно, из первого постулата Эйнштейна вытекает, что эфира не существует.

Второй постулат теории относительности:

скорость света в вакууме одинакова во всех направлениях и не зависит ни от движения источника, ни от движения наблюдателя.

Второй постулат Эйнштейна рассматривается как экспериментальный факт.

Вопросы для самопроверки

1. Какие причины привели к созданию теории относительности?

2. Как было доказано, что эфира не существует?

3. Сформулируйте постулаты теории относительности.

Упражнение 27

1. Чем отличается принцип относительности Эйнштейна от принципа относительности Галилея?

2*. Почему для проверки принципа относительности Эйнштейна делались попытки обнаружить влияние движения Земли на результаты лабораторного эксперимента?

3. Подразумевает ли постулат о постоянстве скорости света постоянство направления его распространения?

4. Почему не существует постулата о постоянстве скорости звука?

<<< К началу