Елементи теорії відносності

Сучасна фізика ґрунтується переважно на двох теоретичних узагальненнях: квантовій гіпотезі М. Планка, висунутій ним у 1990 році, і постулатах теорії відносності, сформульованих у 1905 році А. Ейнштейном. Спеціальна теорія відносності переглянула насамперед спрощені класичні уявлення про простір і час як незалежні абсолютні субстанції. Вона дала більш глибоке, узагальнене їх тлумачення, об’єднавши в єдиний континуум – простір – час. Завдяки цьому в СТВ інакше характеризується одночасність події: дві події, що відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній системі відліку, не будуть одночасними в інших.

В основу спеціальної теорії відносності покладено два принципи:

1) в усіх інерціальних системах відліку, незалежно від стану їх руху, фізичні явища відбуваються за однаковими законами;

2) швидкість поширення світла є сталою для всіх інерціальних систем відліку і не залежить від їх руху; вона є граничною у передачі будь-якої взаємодії чи поширенні імпульсу.

А. Ейнштейн встановив, що при переході від однієї системи відліку до іншої перетворення координат співпадають з формулами перетворень Лоренцо. Тому довжина l’ в рухомій системі відліку менша від довжини l в системі, відносно якої та рухається:

l’=l ;

тривалість події ∆t’ у рухомій системі завжди більша за її тривалість ∆t у нерухомій системі:

∆t’ = .

У випадку релятивістських швидкостей маса тіла залежить від швидкості його руху:

m= ,

де m - маса спокою, v – швидкість тіла, с – швидкість світла.

За допомогою математичних перетворень, що випливають із закону збереження енергії, А. Ейнштейн встановив універсальний для будь-яких видів енергії взаємозв'язок між масою та енергією тіла:

- Таким чином, завдяки більш глибокому тлумаченню властивостей простору і часу сучасна фізика отримала досконаліший інструмент пізнання природи, в якому класична теорія є окремою системою поглядів і теоретичних узагальнень для закономірностей макросвіту і незначних швидкостей руху тіл.