Глава 4. Основы специальной теории относительности

Модель 4.1.  Относительность промежутков времени

Относительность промежутков времени – одно из важных следствий специальной теории относительности Эйнштейна.

Интервал времени между двумя событиями может быть разным в разных системах отсчета.

Если два события происходят в одной и той же точке пространства в некоторой системе отсчета, и интервал времени, измеренный по часам неподвижного наблюдателя, оказался равным τ₀, то для наблюдателя в другой системе, которая движется относительно первой с постоянной скоростью υ, интервал времени между двумя этими событиями будет равен τ:

Здесь c – скорость света, β = υ / c.

Интервал τ всегда больше интервала τ₀, который называется собственным временем. Это означает, в частности, что ход часов, движущихся относительно наблюдателя, замедляется. Этот вывод теории относительности вытекает из постулата о постоянстве скорости света в различных системах отсчета.

Компьютерная модель позволяет познакомиться с одним из важных следствий специальной теории относительности Эйнштейна - относительностью промежутков времени. На экране дисплея представлен эксперимент по измерению интервала времени между двумя событиями наблюдателями в различных системах отсчета. Результаты измерения собственного времени и времени по часам движущегося наблюдателя выводятся на экран дисплея.

В левой части экрана воспроизводится эксперимент по измерению времени распространения светового импульса туда и обратно на неподвижной базе l = 1 км. Событие 1 – (световая вспышка) и событие 2 – (возвращение светового импульса) происходят в одной точке системы отсчета. Поэтому часы измеряют собственное время τ₀ = 2l / c. В правой части этот эксперимент рассматривается с точки зрения наблюдателя, который движется с некоторой скоростью υ перпендикулярно базе. События 1 и 2 в системе отсчета этого наблюдателя происходят в пространственно разобщенных точках. Время τ = 2L / c, измеренное по синхронизованным часам этой системы, окажется больше собственного времени τ₀.

В компьютерной модели можно изменять величину γ, которая связана со скоростью υ соотношением

При нажатии кнопки Сброс на часах в обеих системах отсчета высвечивается время наступления событий 1 и 2.