ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 62.8: Постулаты теории относительности

План решения:

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к первому постулату специальной теории относительности (СТО), который также называют принципом относительности Галилея в обобщённом виде. Этот принцип утверждает, что все законы природы имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчёта. Следовательно, никакие эксперименты, проводимые внутри замкнутой лаборатории, движущейся равномерно и прямолинейно, не могут выявить её абсолютную скорость или факт движения относительно другой инерциальной системы.

Вычисление и анализ пунктов:

Рассмотрим каждый вариант ответа с точки зрения фундаментальных физических законов:

• 1) Оптические явления. Скорость света в вакууме c является универсальной константой и не зависит от движения источника или наблюдателя (второй постулат СТО). Поэтому оптические опыты (например, измерение времени прохождения сигнала) не покажут разницы между покоем и равномерным движением.
• 2) Электрические явления. Законы электродинамики (уравнения Максвелла) ковариантны в инерциальных системах отсчёта. Наблюдатель в движущейся лаборатории увидит те же электрические и магнитные поля, что и наблюдатель в покоящейся, если преобразовать координаты по Лоренцу. Выделить «абсолютный покой» через электрические опыты невозможно.
• 3) Механические явления. Это классическая часть принципа относительности Галилея. Если бросить мяч вверх в вагоне поезда, движущегося равномерно, он упадёт обратно в руку, как если бы поезд стоял. Механические процессы протекают одинаково во всех ИСО.
• 4) Любым физическим явлениям. Поскольку механика, электродинамика и оптика подчиняются принципу относительности, то и любые другие физические процессы (ядерные, термодинамические и т.д.) будут протекать одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. Не существует «привилегированной» системы отсчёта.

Проверка и вывод:

Первый постулат Эйнштейна гласит: «Все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчёта к другой» . Это означает, что невозможно отличить состояние покоя от состояния равномерного прямолинейного движения ни одним из известных способов. Таким образом, утверждение верно для всех перечисленных типов явлений. Наиболее полным и точным ответом является пункт 4, так как он включает в себя пункты 1, 2 и 3.