Первоисточник статья А. Эйнштейна К ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ ДВИЖУЩИХСЯ ТЕЛ 30 июня 1905 г1 страница
Цитата:
Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая несвойственна, по-видимому, самим явлениям. Вспомним, например, электродинамическое взаимодействие между магнитом и проводником с током. Наблюдаемое явление зависит здесь только от относительного движения проводника и магнита, в то время как, согласно обычному представлению, два случая, в которых движется либо одно, либо другое из этих тел, должны быть строго разграничены. В самом деле, если движется магнит, а проводник покоится, то вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток. Если же магнит находится в покое, а движется проводник, то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает электродвижущая сила, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая — при предполагаемой тождественности относительного движения в обоих интересующих нас случаях — вызывает электрические токи той же величины и того же направления, что и электрическое поле в первом случае.
Автор не понимает принцип симметрии в относительности-если невозможно определить для материальных объектов что относительно чего движется то
результат относительно и одного и другого материальных объектов будет
идентичен и
процесс идентичен.
А у автора как?
Цитата:
вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток.
Цитата:
то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает электродвижущая сила, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая — при предполагаемой тождественности относительного движения в обоих интересующих нас случаях — вызывает электрические токи той же величины
и того же направления, что и электрическое поле в первом случае
Процессы -
разные!
Рассмотрим простую задачу. Кольцевой магнит и внутри его по центру переместили замкнутый проводник на определённое расстояние. Вычислить например ток. Зная размеры магнита и проводника и расстояние перемещения и прочее любой школьник легко решить эту задачу и получит
единственный ответ, то есть результат. Имеет ли значение двигается магнит относительно проводника или проводник относительно магнита?
Смотрим в условие задачи-
не оговаривается. Почему? Потому что существует принцип
симметрии относительности.Далее, в электродинамике Максвелла нет ничего о асимметрии, о которой пишет Эйнштейн, то есть движение проводника при неподвижном магните и движение магнита при неподвижном проводнике - в ней не имеют различий.
Максвелл Д.К. Трактат об электричестве и магнетизме. Цитата:
«Явления магнитоэлектрической индукции…
4. Индукция путём относительного перемещения магнита и вторичного контура…
531. Совокупность всех этих явлений может быть сведена в один закон. Когда число линий магнитной индукции, проходящих сквозь вторичный контур в положительном направлении, изменяется, то в контуре действует электродвижущая сила, измеряемая скоростью убывания потока магнитной индукции через контур».
Автор теории относительности или по незнанию или специально вводит читателей в заблуждение.
-- 17.11.2016, 19:54 --1-2 страницы
Цитата:
Примеры подобного рода, как и неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно «светоносной среды», ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя и даже, более того,— к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы, как это уже доказано для величин первого порядка. Это предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться «принципом относительности») мы намерены превратить в предпосылку и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела. Эти две предпосылки достаточны для того, чтобы, положив в основу теорию Максвелла для покоящихся тел, построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся тел. Введение «светоносного эфира» окажется при этом излишним, поскольку в предлагаемой теории не вводится «абсолютно покоящееся пространство», наделенное особыми свойствами, а также ни одной точке пустого пространства, в котором протекают электромагнитные процессы, не приписывается какой-нибудь вектор скорости.
Отрицание эфира как абсолюта и отрицание Абсолютных систем отсчёта разумно и своевременно.
Но то что свет распространяется в среде с постоянной скоростью, не противоречит классическому представлению относительности.
Цитата:
Развиваемая теория основывается, как и всякая другая электродинамика, на кинематике твердого тела, так как суждения всякой теории касаются соотношений между твердыми телами (координатными системами), часами и электромагнитными процессами. Недостаточное понимание этого обстоятельства является корнем тех трудностей, преодолевать которые приходится теперь электродинамике движущихся тел.
Автор декларирует, что доказательство будет в в рамках классических представлений кинематики.
-- 17.11.2016, 19:54 --2 страница
Цитата:
I. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
§ 1. Определение одновременности
Пусть имеется координатная система, в которой справедливы уравнения механики Ньютона. Для отличия от вводимых позже координатных систем и для уточнения терминологии назовем эту координатную систему «покоящейся системой».
Если некоторая материальная точка находится в покое относительно этой координатной системы, то ее положение относительно последней может быть определено методами эвклидовой геометрии с помощью твердых масштабов и выражено в декартовых координатах.
И это в рамках классики.
Но далее...
Цитата:
Желая описать движение какой-нибудь материальной точки, мы задаем значения ее координат как функций времени. При этом следует иметь в виду, что подобное математическое описание имеет физический смысл только тогда, когда предварительно выяснено, что подразумевается здесь под «временем». Мы должны обратить внимание на то, что все наши суждения, в которых время играет какую-либо роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Если я, например, говорю: «Этот поезд прибывает сюда в 7 часов»,—то это означает примерно следующее: «Указание маленькой стрелки моих часов на 7 часов и прибытие поезда суть одновременные события».
к этой фразе ещё вернёмся
а пока продолжим
Цитата:
Может показаться, что все трудности, касающиеся определения «времени», могут быть преодолены тем, что вместо слова «время» я напишу «положение маленькой стрелки моих часов». Такое определение, действительно, достаточно в случае, когда речь идет о том, чтобы определить время лишь для того самого места, в котором как раз находятся часы; однако это определение уже недостаточно, как только речь будет идти о том, чтобы связать друг с другом во времени ряды событий, протекающих в различных местах, или, что сводится к тому же, установить время для тех событий, которые происходят в местах, удаленных от часов.
Похвальное стремление определится со временем для удалённых друг от друга объектов.
-- 17.11.2016, 19:55 --3 страница
Цитата:
Желая определить время событий, мы могли бы, конечно, удовлетвориться тем, что заставили бы некоторого наблюдателя, находящегося с часами в начале координат, сопоставлять соответствующее положение стрелки часов с каждым световым сигналом, идущим к нему через пустоту и дающим знать о регистрируемом событии. Такое сопоставление связано, однако, с тем неудобством, известным нам из опыта, что оно не будет независимым от местонахождения наблюдателя, снабженного часами. Мы придем к гораздо более практическому определению путем следующих рассуждений.
....Здесь просматривается мода в физике того времени-увлечение СО, наблюдателями и часами. Почему я называю модой?
Дело в том что СО (системы отсчёта) неконкретны, то есть не имеют привязки к какой либо точке. И пересчёт данных с одной из другую СО-громоздкий и опять же нет привязки.
Другое дело-прямоугольные СК Декарта. Есть начало, оси и можно, определив координаты, достаточно просто пересчитать данные из одной СК в другую. В том числе когда определённое СК движется относительно другого СК или материального объекта.
И вообще в настоящее время в прямоугольном СК Декарта оперируют в абсолютном большинстве с определёнными задачами, в частности геометрическими.
Я вообще не понимаю зачем рассматривать физические явления в СО, если СК Декарта имеет много преимуществ по сравнению с СО?...
Вернёмся к предмету обсуждения. В той же СК Декарта не составляет особого труда вычислить одновременность, зная расстояние и относительную скорость. Более того, то что скорость передачи информации (скорость света) в среде константа, упрощает вычисления. И вычисления более точны чем в СО, так как в СК имеют дело с координатами. И без разницы на каком расстоянии находится СК от наблюдаемого объекта.
Цитата:
Если в точке A пространства помещены часы, то наблюдатель, находящийся в A, может устанавливать время событий в непосредственной близости от A путем наблюдения одновременных с этими событиями положений стрелок часов. Если в другой точке B пространства также имеются часы (мы добавим: «точно такие же часы, как в точке A»), то в непосредственной близости от B тоже возможна временная оценка событий находящимся в B наблюдателем.
Непосредственная близость-это какой то не совсем точный термин. В таком случае расстояние между наблюдателем и часами не равно нулю, можно написать что
бесконечно малая величина, но и в таком случае информация от часов до наблюдателя не передаётся мгновенно. Да, практически такими малыми величинами зачастую можно пренебречь, но здесь то теория, которая требует определённой точности!
Цитата:
Однако невозможно без дальнейших предположений сравнивать во времени какое-либо событие в A с событием в B; мы определили пока только «A-время» и «B-время», но не общее для A и B «время». Последнее можно установить, вводя определение, что «время», необходимое для прохождения света из A в B, равно «времени», требуемому для прохождения света из B в A. Пусть в момент tA по «A-времени» луч света выходит из A в B, отражается в момент tB по «B- времени» от B к A и возвращается назад в A в момент t1A по «A-времени». Часы в A и B будут идти, согласно определению, синхронно, если
tb-ta=t1b-ta
Согласно классики часы будут идти синхронно, если точки
A и
B неподвижны относительно друг друга.
Цитата:
Мы сделаем допущение, что это определение синхронности можно дать непротиворечивым образом и притом для сколь угодно многих точек и что, таким образом, справедливы следующие утверждения:
1) если часы в B идут синхронно с часами в A, то часы в A идут синхроннос часами в B;
2) если часы в A идут синхронно как с часами в B, так и с часами в C, то часы в B и C также идут синхронно относительно друг друга.
Верно.
Цитата:
Таким образом, пользуясь некоторыми (мысленными) физическими экспериментами, мы установили, что нужно понимать под синхронно идущими, находящимися в различных местах покоящимися часами, и благодаря этому, очевидно, достигли определения понятий: «одновременность» и «время». «Время» события — это одновременное с событием показание покоящихся часов, которые находятся в месте события и которые идут синхронно с некоторыми определенными покоящимися часами, причем с одними и теми же часами при всех определениях времени.
Согласно опыту, мы положим также, что величина
2AB/(t1a-ta)=V
есть универсальная константа (скорость света в пустоте).
Согласно мысленным экспериментам в рамках классики часы будут синхронны в том случае, если они
неподвижны относительно друг друга и соответственно только в таком случае универсальная константа равна пути туда-обратно за разницу времени.
Проверим будет ли так, если часы движутся относительно друг друга.
Формула.
2AB/( t'A-tA)=VПриведём её в современный вид
2S/(T1+T2)=CЭта формула выведена для состояния покоя, то есть оба объекта (наблюдатель-объект в нашем случае часы) относительно друг друга неподвижны.
А если двигаются?
Проверяем.
C-скорость света
V- относительная скорость-объекты удаляются друг от друга
S-расстояние между объектами
T1-время прохождения света от первого объекта до второго
T2-время прохождения света от второго объекта до первого
За время перемещения луча от первого объекта до второго, второй будет находиться в покое относительно первого? нет, он переместится на расстояние
S*V/C, то есть в нашем случае
S1=S+S*V/C логическая ошибка!
T1=S1/(C+V)T2=S1/(C-V)Подставляем в формулу
2S1=C*S1/(C+V)+C*S1/(C-V)S1 сокращаем
2=C/(C+V)+C/(C-V)2=(CC+CV+CC-CV)/(C+V)*(C-V)1=CC/(C+V)*(C-V)(C+V)*(C-V)=CCCC-VV=CCVV=0Можно вместо
S1 поставить в равенство
S - результат будет идентичным
То есть только при скорости V=0 можно применять данный способ определения одновременности, соответственно применим только в случаях отсутствия движения объектов относительно друг друга и формула вычисления скорости света как константы в случаях движения часов относительно друг друга не применима.Рассмотрим простой пример.
В точке
A находиться часы, поезд и источник света-человек с фонариком.
Человек с фонариком нажимает на кнопку фонарика и теоретически вылетает один фотон и он летит направо со скоростью света. Человек в этот момент начинает двигаться налево со скоростью 2 метра в секунду. Одновременно со вспышкой фонарика начинает двигаться поезд направо со скоростью 10 метров в секунду. Часы остаются в точке
A.Что бы определится с относительными скоростями, рассматриваем путь пройдённым каждым материальным объектом через одну секунду.
В таком случае
(движение по одной прямой) расстояние между материальными объектами будет равно разнице пути и скорость будет равна расстоянию в единицу времени.Фотон пролетел 300 000 000 метров. Человек прошагал 2 метра. Поезд проехал 10 метров. Часы находятся на одном месте.
Расстояние часы-фотон 300 000 000 метров-скорость 300 000 000 метров в секунду.
Расстояние человек-фотон 300 000 002 метра-скорость 300 000 002 метра в секунду.
Расстояние поезд-фотон 299 999 990 метров-скорость 299 999 990 метров в секунду.
Из этого сделаем выводы:
1. Относительная скорость фотон-материальный объект равна константе (скорости света) для тех случаев когда материальные объекты находятся в покое относительно среды в которой перемещается фотон, а также относительно любой точки в этой среде.
2. Относительная скорость фотон-материальный объект не равна константе для тех случаев, когда материальные объекты движутся относительно относительно среды в которой перемещается фотон, а также относительно любой точки в этой среде.
3. Выводы автора теории относительности
верны для покоящихся материальных объектов относительно среды в которой перемещается фотон, а также относительно любой точки в этой среде.
4. Выводы автора теории относительности
не верны для движущихся материальных объектов относительно среды в которой перемещается фотон, а также относительно любой точки в этой среде.
4 страница
Цитата:
Дальнейшие соображения опираются на принцип относительности и на принцип постоянства скорости света. Мы формулируем оба принципа следующим образом.
Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся.
Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом.
При этом
скорость = Путь луча света/ Промежуток времени
причем «промежуток времени» следует понимать в смысле определения в §1.
Это верно для неподвижных относительно друг друга наблюдателя и часов или наблюдателя и материального объекта.
4-5 страницы
Цитата:
Пусть нам дан покоящийся твердый стержень, и пусть длина его, измеренная также покоящимся масштабом, есть L. Теперь представим себе, что стержню, ось которого направлена по оси X покоящейся координатной системы, сообщается равномерное и параллельное оси X поступательное движение (со скоростью v) в сторону возрастающих значений x. Поставим теперь вопрос о длине движущегося стержня, которую мы полагаем определенной с помощью следующих двух операций:
а) наблюдатель движется вместе с указанным масштабом и с измеряемым стержнем и измеряет длину стержня непосредственно путем прикладывания масштаба так же, как если бы измеряемый стержень, наблюдатель и масштаб находились в покое;
б) наблюдатель устанавливает с помощью расставленных в покоящейся системе синхронных, в смысле §1, покоящихся часов, в каких точках покоящейся системы находятся начало и конец измеряемого стержня в определенный момент времени t. Расстояние между этими двумя точками, измеренное использованным выше, но уже покоящимся масштабом, есть длина, которую можно обозначить как «длину стержня».
Согласно принципу относительности, длина, определяемая операцией «а», которую мы будем называть «длиной стержня в движущейся системе», должна равняться длине l покоящегося стержня.
Длину, устанавливаемую операцией «б», которую мы будем называть «длиной (движущегося) стержня в покоящейся системе», мы определим, основываясь на наших двух принципах, и найдем, что она отлична от l.
И каким же образом доказывается?
Цитата:
В обычно применяемой кинематике принимается без оговорок, что длины, определенные посредством двух упомянутых операций, равны друг другу, или, иными словами, что движущееся твердое тело в момент времени t в геометрическом отношении вполне может быть заменено тем же телом, когда оно покоится в определенном положении.
Верно.
Цитата:
Представим себе, что к обоим концам стержня (A и B) прикреплены часы, которые синхронны с часами покоящейся системы, т. е. показания их соответствуют «времени покоящейся системы» в тех местах, в которых эти часы как раз находятся; следовательно, эти часы «синхронны в покоящейся системе».
Представим себе далее, что у каждых часов находится движущийся с ними наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обоим часам установленный в § 1 критерий синхронности хода двух часов. Пусть в момент времени1 tA из A выходит луч света, отражается в B в момент времени tB и возвращается назад в A в момент времени t'A. Принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим
tb-ta=rAB/(V-v) t1a-tb=rAB/(V+v)
где rAB — длина движущегося стержня, измеренная в покоящейся системе.
Это доказательство не является таковым, потому что заменен принцип сложения движущихся относительно друг друга наблюдателя и часов на принцип сложения покоящихся относительно друг друга наблюдателя и часов.
Выше я уже показал что эти принципы разные и не могут быть заменены друг на друга!Соответственно все последующие математические операции могут только усугубить ошибку.
И если принять что v=0 то и длинна стержня не зависит от скорости!
.