Maxsus nisbiylik nazariyasi asoslari. Tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonuni 11-sinf - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	4000UZS
Размер	726.9KB
Покупки	0
Дата загрузки	09 Февраль 2022
Расширение	ppt
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Maxsus nisbiylik nazariyasi asoslari. Tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonuni 11-sinf

Купить

11-sinf fizika darsligi asosida 32-mavzu:Maxsus nisbiylik nazariyasi asoslari. Tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonuni

Maxsus nisbiylik nazariyasi 1905- yilda A. Eynshteyn tomonidan yaratilgan bo‘lib, u fazo va vaqt to‘g‘risidagi eski klassik tasavvurlar o‘rniga kelgan yangi ta’limotdir. Ma’lumki, mexanika – Nyuton mexanikasi bo‘lib, jismlarning harakati kichik tezliklarda, ya’ni v < <c(c ≈ 3 · 108m/s) hollarda o‘rganiladi.

Bunda barcha sanoq sistemalarida yagona vaqt yoki vaqt sanog‘i qabul qilinadi. Klassik mexanikada Galileyning nisbiylik tamoyili asos qilib olingan, ya’ni dinamika qonunlari barcha inersial sanoq sistemalarida bir xilda bajariladi. Galiley almashtirishlarining mohiyatini eslaylik.

U ikkita bir-biriga nisbatan v tezlik bilan harakatlanayotgan K va K' inersial sanoq sistemalariga nisbatan harakatlanayotgan jismning koordinatalar va tezliklarini hisoblashga imkon beradi.

Hususiy holda K' sanoq sistemasi K sanoq sistemasining X o‘qi bo‘ylab harakat qilsin (5.1- rasm). U holda qo‘zg‘almas sanoq sistemasi K ga nisbatan Galiley almashtirishlari quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:

Boshlang‘ich holda (t = 0), har ikkala sistemaning o‘qlari ustma-ust joylashadi. Galiley almashtirishlariga binoan bir sanoq sistemasidan ikkinchi sanoq sistemasiga o‘tgandagi tezliklar Jismning tezlanishlari esa barcha sanoq sistemalarida bir xil ekan: a x =a' x , a y =a' y , az=a' z . (5–3) Demak, klassik mexanikadagi Nyutonning ikkinchi qonuni F =m a bir inersial sanoq sistemasidan ikkinchi sanoq sistemasiga o‘tganda o‘z shaklini saqlaydi.

Maksvell nazariyasiga asosan elektromagnit to‘lqinlarning tarqalish tezligi barcha inersial sanoq sistemalarida bir xil bo‘lib, u yorug‘likning vakuumdagi tezligiga teng. Yorug‘likning tezligi esa, sanoq sistemalari yoki sanoq jism (yorug‘likni qaytaruvchi ko‘zgular) harakat tezliklariga bog‘liq emasligi A. Maykelson va E. Morli tomonidan ham tajribada isbotlandi.

Bundan kelib chiqadiki, elektromagnit to‘lqinlar (xususiy holda yorug‘lik) ning tarqalish tezligi Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant bo‘ladi. Agar elektromagnit to‘lqin yuqorida zikr etilgan K' sanoq sistemasida c tezlik bilan tarqalayotgan bo‘lsa, uning K sanoq sistemasidagi tezligi +c bo‘lishi kerak, lekin c emas! Bunday qarama-qarshilikka A.Eynshteyn barham berdi. U fazo va vaqt to‘g‘risidagi klassik tasavvurdan voz kechdi.

Norelativistik (klassik) fizikada absolut deb hisoblangan fizik kattaliklarni, shu jumladan vaqtni relativistik (inglizcha relativity – nisbiylik) fizikada nisbiy kattaliklar deb qabul qildi va o‘zining nisbiylik nazariyasinini taklif qildi. Nisbiylik nazariyasi yorug‘lik tezligidan kichik, ammo unga yaqin bo‘lgan tezlik bilan harakatlanayotgan jismlarning harakat qonunlarini o‘z ichiga oluvchi mexanika qonunlarining majmuasidan iborat bo‘lib, “relyativistik mexanika” deb ataldi. Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi asosini ikkita postulat – nisbiylik tamoyili va yorug‘lik tezligining doimiylik tamoyili tashkil etadi:

1. Yorug‘lik tezligining doimiylik tamoyili: yorug‘likning vakuumdagi tezligi barcha inersial sanoq sistemalarida bir xil va doimiy bo‘lib, manbalarning hamda qayd qiluvchi asboblarning harakatiga bog‘liq emas. 2. Eynshteynning nisbiylik tamoyili: barcha fizik qonunlar va jarayonlar barcha inersial sistemalarda bir xilda sodir bo‘ladi. Demak, barcha fizika qonunlari hamma inersial sanoq sistemalarda bir xil shaklga (ko‘rinishga) ega.

Eynshteyn postulatlari va u asosida o‘tkazilgan matematik tahlillar Galiley almashtirishlarining relyativistik hollar uchun to‘g‘ri kelmasligini ko‘rsatdi. Bu holda Lorens almashtirishlari o‘rinli ekan. Bu almashtirishlar yorug‘lik tezligiga yaqin bo‘lgan bir inersial sanoq sistemasidan ikkinchi sanoq sistemasiga o‘tgandagi barcha relyativistik effektlarni tushuntirib beradi hamda kichik tezliklar (v<<c) da Galiley almashtirishlari formulasiga o‘tadi. Shunday qilib, nisbiylik nazariyasi klassik Nyuton mexanikasini rad etmaydi, balki uning qo‘llanilish chegarasini aniqlab beradi.

Koordinata va vaqtni almashtirishning kinematik formulalari maxsus nisbiylik nazariyasida Lorens almashtirishlari deb atalib, u 1904-yilda tavsiya etilgan. Bu almashtirishlar elektrodinamika tenglamalari uchun ham invariantdir. 5.1-rasmda ko‘rilgan sanoq sistemalari uchun, Lorens almashtirishlari quyidagi ko‘rinishda yoziladi:

Tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonuni. Lorens almashtirishlaridan fazo va vaqt xususiyatlariga oid qator muhim natijalar va xulosalar kelib chiqadi. Ulardan birinchisi vaqtning relyativistik sekinlashish effektidir. Faraz qilaylik, K' sistema X' nuqtasida τ 0 = t' 2 –t' 1 vaqt oralig‘ida davriy jarayon ro‘y bersin. Bu yerda: t' 2 va t' 1 lar K' sanoq sistemasidagi soatning ko‘rsatishlari. Bu jarayonni K sanoq sistemasida ro‘y berish davri τ = t 2 – t 1 ga teng bo‘ladi. t 2 va t 1 vaqtlarni Lorens almashtirishlaridan foydalanib, ifodalarini yozsak:

Demak, τ > τ 0 , ya’ni qo‘zgalmas sanoq sistemasiga nisbatan harakatlanayotgan sistemada vaqtning o‘tishi sekinlashadi. Xuddi shu tamoyilga asosan uzunlikning relyativistik kamayishini isbot qilish mumkin Bunda: l 0 va l – sterjenning qo‘zg‘almas va harakatlanayotgan sanoq sistemasidagi uzunliklari. Shunday qilib, kuzatuvchiga nisbatan harakatlanayotgan jismning chiziqli o‘lchami qisqaradi. Bu relyativistik effekt Lorens uzunlik qisqarishi deb ataladi.

Lorens almashtirishlaridan kelib chiqadigan muhim natijalardan biri tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonunidir. Faraz qilaylik, A jism qo‘zg‘aluvchan sanoq sistemasi K' da x' o‘qi bo‘ylab v 1 tezlik bilan harakatlansin. K' sanoq sistemasi, o‘z navbatida, qo‘zg‘almas sanoq sistemasiga nisbatan tezlik bilan harakatlansin. Harakat davomida x va x' o‘qlari mos tushsin, y va y', z va z' o‘qlari o‘zaro parallel vaziyatda bo‘lsin (5.2-rasm).

Jismning K' sanoq sistemasiga nisbatan tezligi v 1 va K sanoq sistemasiga nisbatan tezligi v 2 bo‘lsa, u holda tezliklarni qo‘shishning relyativistik qonuni quyidagi ko‘rinishda yoziladi:

Купить