: Элементы специальной теории относительности
-мезон,
двигавшийся со скоростью 
(с
– скорость света в вакууме) в лабораторной
системе отсчета, распадается на два
фотона: g1 и g2. В системе отсчета мезона
фотон g1 был испущен вперед, а фотон g2 –
назад относительно направления полета
мезона. Скорость фотона g1 в лабораторной
системе отсчета равна …
Правильный ответ:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Фотон является частицей, которая может существовать, только двигаясь со скоростью с, то есть со скоростью света в вакууме. Кроме того, согласно одному из постулатов специальной теории относительности – принципу постоянства скорости света – скорость света в вакууме не зависит от движения источника света и, следовательно, одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Поэтому скорость фотона g1 с учетом направления его движения в лабораторной системе отсчета равна .
Элементы специальной теории относительности
Предмет движется со скоростью 0,6 с (с – скорость света в вакууме). Тогда его длина для наблюдателя в неподвижной системе отсчета _____%.
Правильный ответ:
|
|
|
уменьшится на 20 |
|
|
|
увеличится на 20 |
|
|
|
уменьшится на 40 |
|
|
|
увеличится на 40 |
Решение:
Движение
макроскопических тел со скоростями,
соизмеримыми со скоростью света в
вакууме, изучается релятивистской
механикой. Одним из следствий преобразований
Лоренца является так называемое лоренцево
сокращение длины, состоящее в том, что
линейные размеры тела сокращаются в
направлении движения:
,
где
–
длина тела в системе отсчета, относительно
которой тело неподвижно;
–
длина тела в системе отсчета, относительно
которой тело движется со скоростью
.
При этом поперечные размеры тела не
изменяются. Относительное изменение
длины составит: 
,
то есть длина уменьшится на 20%.
Элементы специальной теории относительности
На борту космического корабля нанесена эмблема в виде геометрической фигуры:
Правильный ответ:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Из преобразований Лоренца следует, что линейный размер тела, движущегося относительно инерциальной системы отсчета со скоростью, сравнимой со скоростью света, уменьшается в направлении движения. Поперечные размеры тела не зависят от скорости его движения и одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, поэтому форма тела изменится, как показано на рисунке