Очень специальная теория относительности: иллюстрированное руководство [Сандер Бэйс] (pdf) читать постранично

Очень специальная
теория относительности:
иллюстрированное руководство

Very Special Relativity:
an Illustrated Guide

Sander Bais

Amsterdam University Press

Сандер БЭЙС
Перевод с английского
канд. физ.-мат. наук Т. В. Клёновой
под редакцией
канд. физ.-мат. наук Л. И. Ястребова
3-е издание (электронное)

Москва
Лаборатория знаний
2018

УДК 530.1+001
ББК 22.313
Б97

Б97

Бэйс С.
Очень специальная теория относительности: иллюстрированное руководство [Электронный ресурс] / С. Бэйс ; пер.
с англ. — 3-е изд. (эл.). — Электрон. текстовые дан. (1 файл
pdf : 112 с.). — М. : Лаборатория знаний, 2018. — Систем.
требования: Adobe Reader XI ; экран 10".
ISBN 978-5-00101-605-2
С необычной точки зрения на сложные вопросы современной физики
призывает взглянуть голландский физик и публицист Сандер Бэйс.
В увлекательной форме изложены основные положения и следствия специальной теории относительности, основы которой были сформулированы
А. Эйнштейном в начале ХХ века. Главы книги посвящены вопросам
измерения скорости света, проблеме одновременности событий, относительности течения времени, проблеме причинности, гипотезе расширения
и сжатия Вселенной, законам сохранения и другим базовым положениям
современной физики.
Сложность физической науки не является препятствием к чтению
и осознанию книги — автор рассуждает на доступном языке. Восприятие облегчается большим количеством иллюстраций и пространственновременных схем.
Книга носит научно-популярный характер и адресована самому широкому кругу читателей, интересующихся физикой, даже не имеющих
физико-математической подготовки.
УДК 530.1+001
ББК 22.313
Деривативное электронное издание на основе печатного аналога:
Очень
специальная
теория
относительности:
иллюстрированное
руководство / С. Бэйс ; пер. с англ. — М. : БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2013. — 107 с. : ил. — ISBN 978-5-9963-0505-6.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими
средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения
убытков или выплаты компенсации
c Sander Bais / Amsterdam University Press, 2007
○
ISBN 978-5-00101-605-2
c Лаборатория знаний, 2015
○

Моим детям, моему отцу и Вере

Содержание

Предисловие ................................ 9
Введение ....................................11
1. Основные принципы ................. 13
Пространство + Время =
= Пространство-Время ..................... 13
События ........................................... 14
Выбор шкалы .................................... 14
Измерение скорости света ............... 19
Мировые линии ................................ 20
Постулаты......................................... 22
2. Относительность
одновременности ..................... 25
Системы отсчета .............................. 25
Калибровка часов ............................. 25
Движущиеся системы отсчета .......... 27
Относительность одновременности . 27
Одно пространство-время,
множество инерциальных систем
отсчета ............................................. 29
Что нового? ...................................... 32

3. Причинность............................ 35
Причинность потеряна? .................... 35
Сложение скоростей по Ньютону ...... 35
Сложение скоростей по Эйнштейну .. 38
Краткая хронология Эйнштейна
до “Года чудес” 1905 ......................... 41
Магическая формула сложения ....... 41
Причинность восстановлена ............. 44
4. Растяжения и сжатия ................ 47
Простите, не могли бы вы сказать
мне, сколько времени? ..................... 47
Замедление времени ....................... 47
Эффект Доплера .............................. 51
Парадокс близнецов......................... 52
Преобразования Лоренца................. 57
Поместится ли шест в сарае? .......... 61
Эйнштейн как человек...................... 64
5. Геометрическая интерлюдия ...... 65
Пространственно-временной
интервал........................................... 65
Окружности и гиперболы .................. 68

7

Конструирование гиперболы ........... 70
Размышляем над векторами ............. 70
6. Энергия и импульс ................... 74
Движущаяся частица ........................ 74
E = mc2 ............................................. 78
Синтез и деление ............................. 82
7. Законы сохранения .................. 84
Полный импульс .............................. 84
Импульс в движущейся системе
отсчета ............................................. 86

8

Сохранение энергии и импульса ....... 89
Большие коллайдеры ....................... 95
Тахионы ............................................ 96
8. Вне границ специальной теории
относительности ...................... 97
Натяжения ........................................ 97
Ускоренный наблюдатель и горизонт
событий............................................ 99
Эпилог ......................................103
Предметный указатель ................106

Предисловие

Ни один интеллектуальный герой не вдохно
вил наше воображение сильнее, чем Альберт
Эйнштейн, когда он создал Специальную и
Общую теории относительности. Не толь
ко физики были очарованы этими красивы
ми созданиями человеческого разума, но и
студенческая молодежь и общественность
в целом. Изощренность его идей настолько
вошла в поговорки уже при жизни Эйнштей
на, что даже он сам однажды иронически
воскликнул: «Я же не Эйнштейн... !» Одним
из следствий этого явления