Основные понятия теории относительности А. Эйнштейна и ее значение для естествознания. Жизнь А. Эйнштейна

  Московский университет им. С.Ю.Витте

 

     Кафедра «Концепция современного естествознания»

 

 

 

 

                        РЕФЕРАТ

 

на тему «  Основные понятия теории относительности А. Эйнштейна и ее значение для естествознания. Жизнь А.                        Эйнштейна»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     

                                                            

                                                      Студентки Кинаш Г.В

                                                                   Факультет Экономики

                                                                   Преподователь Орленев П.О

                                                                  

 

 

 

 

 

 

                                                 Москва 2015г

Оглавление

 

Введение

1. Об авторе теории относительности А. Эйнштейне

2. Теория относительности и ее значение в науке

2.1 Два главных принципа общей теории относительности

3. Специальная теория относительности  и ее значение в науке 

Заключение

Список литературы

 

Введение

Альберт Эйнштейн – ученый, совершивший качественный переворот в науке. Его труды стали толчком к изучению многих явлений, считавшихся фантастическими и неосуществимыми, среди которых, например, путешествия во времени. Одной из самых значительных работ Эйнштейна считается классический принцип относительности

Принцип относительности – фундаментальный физический закон, согласно которому любой процесс протекает одинаково в изолированной материальной системе, находящейся в состоянии покоя, и в такой же системе в состоянии равномерного прямолинейного движения. Состояния движения или покоя определяются по отношению к произвольно выбранной инерциальной системе отсчета.

Принцип относительности лежит в основе специальной теории относительности Эйнштейна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Об авторе теории относительности А. Эйнштейне

Альберт Эйнштейн (1879-1955) физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике в 1921 году, общественный деятель-гуманист. Родился в Германии, жил в Швейцарии и после в США. Почетный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почетный член АН СССР (1926г). Создал частную (1905 г.) и общую (1907-16 гг.) теории относительности.

Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в местной католической школе. В гимназии он не был в числе первых учеников (исключение составляли математика и латынь). В 1900 году Эйнштейн закончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Альберт Эйнштейн автор более 300 научных работ по физике, а так же более 150 книг и статей в области истории, философии науки, публицистики и др. Помимо теории относительности он разработал еще несколько значимых  физических теорий.

1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес». В этом году ведущий физический журнал Германии - опубликовал три статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции:

1. «К электродинамике движущихся тел». С этой статьи начинается теория относительности.
2. «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света». Одна из работ, заложивших фундамент квантовой теории.

«О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» - работа, посвящённая броуновскому движению и существенно продвинувшая статистическую физику.

В 26 лет его имя уже было широко известностно. В 1909г. он был избран профессором Цюрихского университета, а через два года - Немецкого университета в Праге. В 1912 г.Эйнштейн возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Политехникуме, но уже в 1914 г. принял приглашение переехать на работу в Берлин в качестве профессора Берлинского университета и одновременно директора Института физики. Германское подданство Эйнштейна было восстановлено. К этому времени уже вовсю шла работа над общей теорией относительности.

2. Теория относительности  и ее значение в науке

Существует две теории относительности, известных в физике, одна из них называется специальной (частной) теорией относительности, другая - общей теорией относительности. Альберт Эйнштейн предложил первую из них в 1905 г., вторую - в 1916 г. Принимая во внимание, что специальная теория относительности связана, в первую очередь, с электрическими и магнитными явлениями и с их распространением в пространстве и времени, общая теория относительности была разработана, прежде всего, чтобы иметь дело с тяготением. Обе теории сосредотачиваются на новых подходах к Пространству и времени, подходах, которые отличаются глубоко от тех, которые используются в каждодневной жизни; но релятивистские понятия пространства и времени неразрывно вплетаются в любую современную интерпретацию физических явлений в пределах от атома до вселенной в целом. Созданная А. Эйнштейном общая теорией относительности является обобщением ньютоновской теории тяготения на основе специальной теории относительности. Теория Эйнштейна описывает тяготение как воздействие физической материи на геометрические свойства пространства-времени; в свою очередь, эти свойства влияют на движение материи и другие физические процессы. Общая теория относительности привела к предсказанию эффектов (конечной скорости изменения поля тяготения, равной скорости света в вакууме - это изменение переносится в виде гравитационных волн; возможности возникновения черных дыр и др.), которые вскоре получили экспериментальное подтверждение. Она позволила также сформулировать принципиально новые модели, относящиеся ко всей Вселенной, в том числе и модели нестационарной (расширяющейся) Вселенной.

2.1 Два главных принципа  общей теории относительности

Эйнштейн сформулировал два важнейших постулата, делавших излишней гипотезу о существовании эфира, которые составили основу обобщенного принципа относительности:

Постулат I. Все тождественные физические явления в инерциальных системах отсчета при одинаковых начальных условиях протекают одинаково. Другими словами, среди ИСО не существует «привилегированной» системы и невозможно обнаружить состояние абсолютного движения.

Этот постулат распространяет принцип относительности Галилея на все явления природы. Он раз навсегда кончает с абсолютным пространством: если все инерциальные системы отсчета равноправны, то среди них нет привилегированной системы отсчета.

Абсолютное же пространство как раз и было привилегированной системой. Точно так лее отпадает и вопрос об «абсолютном» движении (в вакууме), которое подразумевалось как движение относительно абсолютной системы отсчета

Постулат II. Скорость света в вакууме одинакова по всем направлениям и в любой области данной инерциальной системы отсчета и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Часто к этому постулату добавляют еще, что скорость света в вакууме не зависит от скорости источника. Это, однако, сразу следует из постулата II в той форме, в которой он выписан выше.

Действительно, с источником всегда можно связать инерциальную систему отсчета (если он движется неравномерно и по кривой, то мгновенно сопутствующую инерциальную систему). В этой системе источник покоится, а все остальные инерциальные системы движутся относительно пего (а он относительно них). Согласно постулату II скорость света во всех этих системах одинакова, по это и означает, что она не зависит от скорости источника.

3. Специальная теория относительности и ее значение в науке

Сформулировав первые принципы теории относительности  - два постулата Эйнштейна, - можно сформулировать общую задачу специальной теории относительности.

Ее основа - это принцип относительности: равноправие всех специальных систем отсчета по отношению ко всем физическим явлениям.

В уравнения механики и электродинамики входят координаты и время наступления события. При переходе от одной инерциальной системы к другой координаты и время наступления события преобразуются. Преобразования Галилея изменяют вид уравнений Максвелла, но, поскольку мы хотим сохранить уравнения Максвелла, как правильные уравнения электромагнитного поля, во всех инерциальных системах, нам следует найти такие преобразования координат и времени, которые сохраняют вид максвелловских уравнений. Такими преобразованиями окажутся преобразования Лоренца.

Однако преобразования Лоренца непосредственно вытекают и из постулатов Эйнштейна.

Самое главное в теории относительности, не смотря на ее название, - это совсем не относительность различных величин, т.е. их зависимость от выбора системы отсчета. Суть теории относительности как раз в обратном. Теория относительности показывает, что законы природы в инерциальных системах отсчета не зависят от выбора системы отсчета, не зависят от положения и движения наблюдателя, а результаты измерений в различных системах отсчета могут быть сопоставлены.Теория относительности подчеркивает объективный характер законов природы, а вовсе не относительность знания.

Часто спорят как правильно говорить: «специальная» или «частная» теория. Но этот спор не имеет существенного значения. Речь идет об ограничении теории рамками инерциальных систем отсчета. По существу это ограничение сводится к тому, что теория справедлива в отсутствие полей тяготения или - практически - в слабых полях тяготения. Поэтому самым правильным названием было бы название «ограниченная теория относительности», принятое во французской литературе.

Заключение

Теория относительности А. Эйнштейна - физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физических процессов. Так как закономерности, устанавливаемые теорией относительности, - общие для всех физических процессов, то обычно о них говорят просто как о свойствах пространства-времени.

Эти свойства зависят от полей тяготения в данной области пространства-времени.

Физические явления, описываемые теорией относительности, называются релятивистскими и проявляются при скоростях v движения тел, близких к скорости света в вакууме.

В основе теории относительности лежат два положения: принцип относительности, означающий равноправие всех инерциальных систем отсчета, и постоянство скорости света в вакууме, ее независимость от скорости движения источника света.

Теория относительности выявила ограниченность представлений классической физики об «абсолютных» пространстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи; она дает более точное, по сравнению с классической механикой, отображение объективных процессов реальной действительности.

Представления о пространстве и времени составляют основу физического миропонимания, что уже само по себе определяет значение теории относительности. Особенно велика ее роль в физике ядра и элементарных частиц, в том числе и для расчетов гигантских установок, которые предназначены для потоков очень быстрых частиц, необходимых для экспериментов, позволяющих продвинуться в изучении строения материи

 

 

Список литературы:

1. Рот Герхард автобиография Альберта Эйнштейна(аудиокнига) 2012 г.в
2. Свободная Интернет-энциклопедия Википедия
3. Ю. Соколовский. Теория относительности в элементарном изложении. - М., 1964
4. Е. Куранский. Альберт Эйнштейн и теория гравитации. - М., 1979