Воробьев И. И.
5 Теория относительности в задачах— М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.— 176 с.: ил. ISBN 5-02-014045-7.
Физические основы специальной теории относительности, ее кинематика и релятивистские законы сохранения представлены последовательностью взаимосвязанных задач и обсуждений. Достаточно знаний в рамках школьной программы. Многие задачи оригинальны и восходят к научной практике, обращены к реальным явлениям природы. Сочетание исследовательского духа и простых средств вызывает творческое соучастие и дает возможность получить основные результаты самостоятельно.
Для учащихся и преподавателей средних школ и техникумов, студентов педагогических вузов, а также лиц, занимающихся самообразованием, ккшнпппп_пкп
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ., , , ,..................» 4
1. Предварительное знакомство.............. 7
2. Инерциальное движение............... 19
3. Принцип относительности............... 26
4. Распространение света................ 31
5. Локация и движение................. 36
6. Релятивистская кинематика.............. 53
7. Преобразование Лоренца и интервал......... 80
8. Импульс и масса . ,................. 108
9. Масса и анергия ,.................. 122
10. Закон сохранения энергии и импульса........ 135
Заключение....................... 171
Приложения...........•.......... 172
I. Фундаментальные физические константы....... 172
11. Основные единицы СИ и их связь с внесистемными единицами ........................ 173
III. Множители и приставки для образования кратных и
дольных единиц СИ................. 174
ПРЕДИСЛОВИЕ
Нельзя понять физики, не решая задач. Распространенное мнение о том, что задачи служат для проверки знаний, чересчур односторонне. Задачи служат также и средством для овладения знаниями и методами физического мышления, помогает ощутить дух научного поиска. Интересная и важная задача — своего рода вызов нашим творческим способностям. Она вызывает эмоции, а проблема, в ней поставленная, становится нашей собственной проблемой.
Книга представляет идеи теории относительности «в работе». Введение понятий и их применение осуществляются главным образом при постановке задач и в процессе их решения. Стройность изложения материала от этого выигрывает, конкретная ситуация подсказывает подходы, полезные и в дальнейшем; общие соображения сразу находят поддержку и уточнение; происходит естественное разделение материала на направления, имеющие и самостоятельный интерес.
Все задачи сопровождаются обсуждениями, с которыми вы при необходимости можете ознакомиться. Если вы внимательно проверите все выкладки и вдумаетесь в доказательства, то при новом подходе к решению задачи неподдающаяся задача наверняка решится. Но и после самостоятельного успешного решения приводимые обсуждения не бесполезны. В них могут содержаться дополнительные сведения, может отмечаться связь с предыдущими и последующими этапами, наконец, они хотя бы отчасти передают атмосферу общения, характерную и для подлинной, живой науки. Обсуждения — неотъемлемая часть книги, они предназначены не для пассивного чтения, а для общения на равных, когда есть уже и собственные мысли.
Для творческого соучастия читателя существенно, чтобы задачи в основном решались самостоятельно. За-
ключим поэтому договор. Автор обязуется ограничить необходимый математический аппарат элементарной алгеброй и геометрией; сведения по физике, когда они выходят за рамки школьного учебника, будут поясняться в условиях и обсуждениях задач. Читатель же, со своей стороны, настроится на активную работу с карандашом в руках.
Задачи повышенной трудности, в которых затрагивается дополнительный материал, отмечены звездочкой. Эти задачи читатель может использовать для проверки усвоения основного материала и расширения своего кругозора. Существуют два варианта сокращенного изучения. В первом можно ограничиться обязательными задачами первых пяти разделов, а задачи из раздела 6 использовать выборочно для проверки. Во втором, расширенном, варианте можно, пропустив раздел 7, перейти к обязательным задачам разделов 8 и 9. Знакомство с разделом 7, представляющим и самостоятельный интерес, пригодится для решения задач последнего раздела. Некоторые из обязательных задач могут оказаться сравнительно трудными. Обратитесь тогда к соседним задачам, они могут помочь в понимании, разберите обсуждение задачи.
Исторически создание теории относительности связано с развитием электродинамики. Для электромагнитных явлений существенно рассмотрение быстрых движений. Достигнутая к тому времени точность оптических и электромагнитных измерений позволяла опираться на эксперимент. Для уяснения ситуации, возникшей при объединении принципа относительности и электродинамики, большое значение имели работы Лоренца и Пуанкаре. Новое и глубокое понимание всей проблемы, которое стало одной из основ современной физики, выдвинул Эйнштейн. Трудности разрешились созданием кинематики, основанной на «локационном» подходе к определению момента времени и на принципе относительности. Здесь, как и в подходе к энергии и импульсу, мы следуем духу работ Эйнштейна.
Новые идеи имеют общефизическое значение и могут рассматриваться независимо от их применений в электродинамике. Сейчас теория относительности не столько отдельная область науки, сколько рабочий метод во всех разделах физики. Для теорий относительности характерно использование представлений, сложившихся до ее ния, их переосмысление и уточнение.
Цена: 200руб.