732171
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
Добавить материал и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
ИнфоурокНовостиЭкзаменыГотовимся к ЕГЭ по физике: специальная теория относительности
Смотреть все новости Готовимся к ЕГЭ по физике: специальная теория относительности
Экзамены

Готовимся к ЕГЭ по физике: специальная теория относительности

499 0 29.06.2018 Время чтения: ≈ 4 минуты
Поделиться статьей:
Специальная теория относительности (СТО) – одна из самых интригующих и интересных в курсе физики. Но насыщенность программы и необходимость детального изучения ряда побочных тем не дают возможности углубиться в мир световых скоростей и частиц, которые мчатся быстрее самой быстрой ракеты, построенной человечеством.

И неслучайно в кодификаторе ЕГЭ, основном документе, описывающем требования к теоретическим знаниям экзаменуемого, теории относительности отведено три строчки. Сейчас мы традиционно рассмотрим основные положения темы, а потом и алгоритмы решения задач.

Основная заслуга в создании теории относительности принадлежит учёному, чьё имя известно на всех континентах мира – Альберту Эйнштейну. И поэтому два основных постулата, правила теории, носят его имя. Примечательно, что проверка постулатов и окончательное их оформление случилось уже после смерти Эйнштейна, то есть пришлось на середину и конец двадцатого века.

Итак, первый постулат: все процессы в природе протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Важно помнить, что инерциальными системами считаются только неподвижные, а неинерциальные, как правило, движутся с ускорением.

Согласно второму постулату, скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчета. При этом она не будет зависеть ни от скорости источника светового сигнала, ни от скорости его приемника. Как фонарь не кидай, луч света от него никаким образом не обгонит сам себя: его скорость не суммируется со скоростью фонарика.

Эти два постулата, по сути, формируют новое представление о пространстве-времени: в специальной теории относительности размеры тела и промежутки между событиями (секунды, минуты, часы) меняются в зависимости от выбора системы отсчёта. Запомните это простое следствие – в решении задач по разделу важно понять, инерциальная система перед вами или неинерциальная. В каждой из них тело или частица могут вести себя не совсем одинаково. И раз уж параметры объекта в рамках СТО зависят от скорости движения, то необходимо запомнить две формулы, которые описывают изменение длины и времени перемещающегося объекта (формулы относительности длинны ℓ=ℓ0∙√(1-v2/c2 ) и относительности времени t=t1/√(1-v2/c2). Отмечу, что эти изменения обнаруживаются только на скоростях, сравнимых со скоростями света (то есть до трёхсот тысяч километров в секунду).

В рамках своей теории, Эйнштейн так же рассматривал, какую энергию имеет частица с определённой массой, движущаяся с околосветовой скоростью, как меняется её импульс. Эти два процесса имеют вполне понятное описание на языке формул: Е = mc2 /√(1-v2/c2 ) и p=mv/√(1-v2/c2).

Это весь необходимый теоретический минимум, который вам понадобится при решении задач. Как правило, решение укладывается в четыре простых пункта, задачи по специальной теории относительности в демонстрационных вариантах не такие уж сложные, какими могли бы быть.

Итак, пункт первый. Внимательно прочитайте условие и определите, какая именно система отсчёта перед вами – инерциальная или неинерциальная.

Пункт второй. Выпишите параметры тела или тел, которые находятся в этой системе отсчёта. Особое внимание обратите на скорость и её перевод в систему СИ.

Пункт третий. Немного аналитики вам не помешает. Какие параметры тела изменятся и как в выбранной системе отсчёта? Какие формулы из вашего багажа теоретических знаний надо применить? Запишите нужные.

Пункт четвёртый. Выразите нужные величины из формулы, не забывая, что часть из этих величин находится под корнем! Проверьте ответ – если скорость объекта превысила скорость света, то вы явно сделали что-то не так.

Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.