ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
136
137
1905 ãîäà â íàóêå ñòàëè ðàññìàòðèâàòü äâà âèäà ìàòåðèè: âåùåñòâî
è ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå. Åñëè ðàíüøå ìàññà âûñòóïàëà êàê ìåðà
êîëè÷åñòâà ìàòåðèè (âåùåñòâî îòîæäåñòâëÿëîñü ñ ìàòåðèåé), òî ñ
1905 ã. (ââèäó ââåäåíèÿ åùå îäíîãî âèäà ìàòåðèè) ìàññà âûñòóïàåò
êàê ìåðà âåùåñòâà, åãî èíåðòíûõ ñâîéñòâ. Íî â òîì æå ãîäó
À.Ýéíøòåéí , ðàçâèâàÿ ñîäåðæàíèå ÑÒÎ, ïóáëèêóåò êîðîòêóþ
çàìåòêó, â êîòîðîé ïðèõîäèò ê âûâîäó, ÷òî ìàññà òåëà ÿâëÿåòñÿ
ìåðîé ñîäåðæàùåéñÿ â íåì ýíåðãèè: Å
0
=mc
2
, ãäå Å
0
ýíåðãèÿ
ïîêîÿùåãîñÿ òåëà (÷àñòèöû). È åñëè òåëî îòäàåò ýíåðãèþ
Å∆
, òî
ìàññà òåëà óìåíüøàåòñÿ íà âåëè÷èíó:
..(/
2
Ïðèìå÷àíèåcEm ∆=∆
Íå
ñëåäóåò ýòó âåëè÷èíó îòîæäåñòâëÿòü ñ òàê íàçûâàåìûì äåôåêòîì
ìàññû, âîçíèêàþùèì ïðè îáðàçîâàíèè óñòîé÷èâîé ñèñòåìû
âçàèìîäåéñòâóþùèõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, íàïðèìåð -
îáðàçîâàíèå ÿäðà èç íåéòðîíîâ è ïðîòîíîâ. Â 1905-1906 ãã.
ñòðîåíèå ÿäðà åùå íå áûëî èçâåñòíî!). Òàêèì îáðàçîì â ÑÒÎ
óòâåðæäàåòñÿ íîâîå ñîäåðæàíèå ïîíÿòèÿ ìàññà: îíà ÿâëÿåòñÿ
ìåðîé ýíåðãèè òåëà â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ.
 1909 ãîäó Ã. Ìèíêîâñêèé (íåìåöêèé ìàòåìàòèê) ïðèäàåò
ôîðìóëàì ÑÒÎ ñèììåòðè÷íûé âèä, èñïîëüçóÿ åäèíîå
÷åòûðåõìåðíîå ìíîãîîáðàçèå ïðîñòðàíñòâî âðåìÿ. Íîâîå
ìàòåìàòè÷åñêîå èçëîæåíèå ÑÒÎ ïîçâîëÿåò ÿð÷å óâèäåòü òî, ÷òî
ââåëà ýòà òåîðèÿ â ôèçèêó è ôèëîñîôèþ.
Âûøå îòìå÷àëîñü, ÷òî òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå îïûòîâ
Êàóôìàíà áûëî ñäåëàíî íà îñíîâå êëàññè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé,
ÑÒÎ åùå íå áûëà ñîçäàíà. Ïðè ñîñòàâëåíèè óðàâíåíèé äâèæåíèÿ
áûñòðûõ ÷àñòèö íåïðåäíàìåðåííî áûëà óñòàíîâëåíà çàâèñèìîñòü
ìàññû îò ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ÷àñòèö (ýëåêòðîíîâ). Ñàìûì
íåóäà÷íûì â ýòîì áûëî òî, ÷òî ýòó çàâèñèìîñòü ïûòàëèñü
îáúÿñíèòü ôèçè÷åñêè. Ëèøü ïîñëå ñîçäàíèÿ ÑÒÎ ñòàëî ÿñíî, ÷òî
äëÿ îïèñàíèÿ äâèæåíèÿ áûñòðûõ ÷àñòèö íåîáõîäèìî
èñïîëüçîâàòü íå êëàññè÷åñêèå ôîðìóëû êèíåìàòèêè è äèíàìèêè,
à íîâóþ ìåõàíèêó, ìåõàíèêó ÑÒÎ. Ðàññìàòðèâàÿ ÷åòûðåõìåðíûå
âåëè÷èíû ìåõàíèêè ÑÒÎ(ñêîðîñòü, èìïóëüñ, ñèëó),
Ã.Ìèíêîâñêèé ïîêàçàë: ðåëÿòèâèñòñêèé êîðåíü (1-u
2
/ñ
2
)
1/2
ïîÿâëÿåòñÿ åùå â êèíåìàòèêå ÑÒÎ è íèêàêîãî îòíîøåíèÿ ê ìàññå
íå èìååò. Òàê ýëåìåíòàðíî ÑÒÎ îñâîáîäèëàñü îò íåôèçè÷åñêîé
âåëè÷èíû ðåëÿòèâèñòñêîé ìàññû.
Îäíàêî ñàìè ôèçèêè íå ìîãëè òàê ïðîñòî îñâîáîäèòñÿ îò
î÷åðåäíîãî çàáëóæäåíèÿ. Ïðîäîëæèì èññëåäîâàíèå èñòîðèè
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòîãî çàáëóæäåíèÿ. Â 1909 ãîäó â ðàáîòàõ
ôèçèêîâ Ëüþèñà è Òîëìåíà èñïîëüçóåòñÿ ïîíÿòèå ÐÌ ïðè
îïèñàíèè äâèæåíèÿ áûñòðûõ ýëåêòðîíîâ, ïðè ðàññìîòðåíèè
ïðîöåññà èõ ñòîëêíîâåíèé. Â 1921 ãîäó âûõîäèò êíèãà Â. Ïàóëè
Òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè, â êîòîðîé îòáðàñûâàþòñÿ òàêèå
ïîíÿòèÿ êàê ïðîäîëüíàÿ è ïîïåðå÷íàÿ ìàññû, íî çà ÐÌ
ñîõðàíÿåòñÿ ïðåäñòàâëåíèå êàê î ðåàëüíîé ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíå.
Çäåñü æå Â. Ïàóëè äåëàåò åùå îäíó ôèçèêî-ôèëîñîôñêóþ îøèáêó:
çàêîí ïðîïîðöèîíàëüíîñòè ìàññû è ýíåðãèè Â. Ïàóëè òðàêòóåò
êàê çàêîí ýêâèâàëåíòíîñòè ìàññû è ýíåðãèè. Â äåéñòâèòåëüíîñòè
ìàññà è ýíåðãèÿ ýòî äâå ñàìîñòîÿòåëüíûå ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû,
ìåæäó êîòîðûìè â ÑÒÎ óñòàíàâëèâàåòñÿ ôóíäàìåíòàëüíàÿ ñâÿçü,
ñâÿçü ìåæäó ýíåðãèåé ïîêîÿ è ìàññîé âåùåñòâåííîãî òåëà. Íî íå
âñÿêîé ýíåðãèè ñîïîñòàâëÿåòñÿ ìàññà. Íàïðèìåð, ó ôîòîíà íåò
ìàññû, ôîòîí áåç ìàññîâàÿ ÷àñòèöà, à ýíåðãèåé îí îáëàäàåò. Â
ÑÒÎ íåò çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ìàññû êàê â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå.
Âñå ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ìàññà, êàê ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà, íå
ýêâèâàëåíòíà ýíåðãèè, õîòÿ â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ ìîæåò áûòü åé
ïðîïîðöèîíàëüíà.
Âñëåä çà ìîíîãðàôèåé Â. Ïàóëè âûøåë òðóä À. Ýéíøòåéíà
Ñóùíîñòü òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Â ýòîé ðàáîòå À. Ýéíøòåéí
èñïîëüçóåò ëèøü îäíó ìàññó, òó, êîòîðàÿ ïðîïîðöèîíàëüíà
ýíåðãèè ïîêîÿ Å
0
. Âîçìîæíî, åñëè áû À. Ýéíøòåéí áîëåå
ïîñëåäîâàòåëüíî è ïîäðîáíî ïðîêîììåíòèðîâàë ñâîå óðàâíåíèå
E
0
=mc
2
è ïîêàçàë áû ðàçíèöó ìåæäó ýòîé ôîðìóëîé è ôîðìóëîé
E=mc
2
, òî ïîñëåäíÿÿ ôîðìóëà èñ÷åçëà áû èç ëèòåðàòóðû óæå â 20-
õ ãã. ÕÕ âåêà. Íî, ê ñîæàëåíèþ, îí ýòîãî íå ñäåëàë, è ÐÌ äî ñèõ
ïîð ãóëÿåò ïî ïîïóëÿðíûì êíèãàì, ñïðàâî÷íûì ïîñîáèÿì äëÿ
ïîñòóïàþùèõ â âóçû, îòäåëüíûì çàäà÷íèêàì. Èíòåðåñíî
îòìåòèòü, çíàìåíèòûé ôèçèê Ð. Ôåéíìàí â ñâîèõ ëåêöèÿõ
ïîñâÿùàåò âûâîäó ôîðìóëû äëÿ ÐÌ íåñêîëüêî ñòðàíèö, à çàòåì
íåîæèäàííî äåëàåò ñòðàííîå çàìå÷àíèå: íî ýòà ôîðìóëà íà
1905 ãîäà â íàóêå ñòàëè ðàññìàòðèâàòü äâà âèäà ìàòåðèè: âåùåñòâî íå èìååò. Òàê ýëåìåíòàðíî ÑÒÎ îñâîáîäèëàñü îò íåôèçè÷åñêîé
è ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå. Åñëè ðàíüøå ìàññà âûñòóïàëà êàê ìåðà âåëè÷èíû ðåëÿòèâèñòñêîé ìàññû.
êîëè÷åñòâà ìàòåðèè (âåùåñòâî îòîæäåñòâëÿëîñü ñ ìàòåðèåé), òî ñ Îäíàêî ñàìè ôèçèêè íå ìîãëè òàê ïðîñòî îñâîáîäèòñÿ îò
1905 ã. (ââèäó ââåäåíèÿ åùå îäíîãî âèäà ìàòåðèè) ìàññà âûñòóïàåò î÷åðåäíîãî çàáëóæäåíèÿ. Ïðîäîëæèì èññëåäîâàíèå èñòîðèè
êàê ìåðà âåùåñòâà, åãî èíåðòíûõ ñâîéñòâ. Íî â òîì æå ãîäó ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòîãî çàáëóæäåíèÿ. Â 1909 ãîäó â ðàáîòàõ
À.Ýéíøòåéí , ðàçâèâàÿ ñîäåðæàíèå ÑÒÎ, ïóáëèêóåò êîðîòêóþ ôèçèêîâ Ëüþèñà è Òîëìåíà èñïîëüçóåòñÿ ïîíÿòèå ÐÌ ïðè
çàìåòêó, â êîòîðîé ïðèõîäèò ê âûâîäó, ÷òî ìàññà òåëà ÿâëÿåòñÿ îïèñàíèè äâèæåíèÿ áûñòðûõ ýëåêòðîíîâ, ïðè ðàññìîòðåíèè
ìåðîé ñîäåðæàùåéñÿ â íåì ýíåðãèè: Å0=mc2, ãäå Å0 ýíåðãèÿ ïðîöåññà èõ ñòîëêíîâåíèé. Â 1921 ãîäó âûõîäèò êíèãà Â. Ïàóëè
ïîêîÿùåãîñÿ òåëà (÷àñòèöû). È åñëè òåëî îòäàåò ýíåðãèþ ∆Å , òî Òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè, â êîòîðîé îòáðàñûâàþòñÿ òàêèå
ìàññà òåëà óìåíüøàåòñÿ íà âåëè÷èíó: ∆m = ∆E / c 2 .( Ïðèìå÷àíèå. Íå ïîíÿòèÿ êàê ïðîäîëüíàÿ è ïîïåðå÷íàÿ ìàññû, íî çà ÐÌ
ñîõðàíÿåòñÿ ïðåäñòàâëåíèå êàê î ðåàëüíîé ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíå.
ñëåäóåò ýòó âåëè÷èíó îòîæäåñòâëÿòü ñ òàê íàçûâàåìûì äåôåêòîì
Çäåñü æå Â. Ïàóëè äåëàåò åùå îäíó ôèçèêî-ôèëîñîôñêóþ îøèáêó:
ìàññû, âîçíèêàþùèì ïðè îáðàçîâàíèè óñòîé÷èâîé ñèñòåìû
çàêîí ïðîïîðöèîíàëüíîñòè ìàññû è ýíåðãèè Â. Ïàóëè òðàêòóåò
âçàèìîäåéñòâóþùèõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, íàïðèìåð -
êàê çàêîí ýêâèâàëåíòíîñòè ìàññû è ýíåðãèè. Â äåéñòâèòåëüíîñòè
îáðàçîâàíèå ÿäðà èç íåéòðîíîâ è ïðîòîíîâ. Â 1905-1906 ãã.
ìàññà è ýíåðãèÿ ýòî äâå ñàìîñòîÿòåëüíûå ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû,
ñòðîåíèå ÿäðà åùå íå áûëî èçâåñòíî!). Òàêèì îáðàçîì â ÑÒÎ
ìåæäó êîòîðûìè â ÑÒÎ óñòàíàâëèâàåòñÿ ôóíäàìåíòàëüíàÿ ñâÿçü,
óòâåðæäàåòñÿ íîâîå ñîäåðæàíèå ïîíÿòèÿ ìàññà: îíà ÿâëÿåòñÿ
ñâÿçü ìåæäó ýíåðãèåé ïîêîÿ è ìàññîé âåùåñòâåííîãî òåëà. Íî íå
ìåðîé ýíåðãèè òåëà â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ.
âñÿêîé ýíåðãèè ñîïîñòàâëÿåòñÿ ìàññà. Íàïðèìåð, ó ôîòîíà íåò
 1909 ãîäó Ã. Ìèíêîâñêèé (íåìåöêèé ìàòåìàòèê) ïðèäàåò
ìàññû, ôîòîí áåç ìàññîâàÿ ÷àñòèöà, à ýíåðãèåé îí îáëàäàåò. Â
ôîðìóëàì ÑÒÎ ñèììåòðè÷íûé âèä, èñïîëüçóÿ åäèíîå
ÑÒÎ íåò çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ìàññû êàê â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå.
÷åòûðåõìåðíîå ìíîãîîáðàçèå ïðîñòðàíñòâî âðåìÿ. Íîâîå
Âñå ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ìàññà, êàê ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà, íå
ìàòåìàòè÷åñêîå èçëîæåíèå ÑÒÎ ïîçâîëÿåò ÿð÷å óâèäåòü òî, ÷òî
ýêâèâàëåíòíà ýíåðãèè, õîòÿ â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ ìîæåò áûòü åé
ââåëà ýòà òåîðèÿ â ôèçèêó è ôèëîñîôèþ.
ïðîïîðöèîíàëüíà.
Âûøå îòìå÷àëîñü, ÷òî òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå îïûòîâ
Âñëåä çà ìîíîãðàôèåé Â. Ïàóëè âûøåë òðóä À. Ýéíøòåéíà
Êàóôìàíà áûëî ñäåëàíî íà îñíîâå êëàññè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé,
Ñóùíîñòü òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Â ýòîé ðàáîòå À. Ýéíøòåéí
ÑÒÎ åùå íå áûëà ñîçäàíà. Ïðè ñîñòàâëåíèè óðàâíåíèé äâèæåíèÿ
èñïîëüçóåò ëèøü îäíó ìàññó, òó, êîòîðàÿ ïðîïîðöèîíàëüíà
áûñòðûõ ÷àñòèö íåïðåäíàìåðåííî áûëà óñòàíîâëåíà çàâèñèìîñòü
ýíåðãèè ïîêîÿ Å 0. Âîçìîæíî, åñëè áû À. Ýéíøòåéí áîëåå
ìàññû îò ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ÷àñòèö (ýëåêòðîíîâ). Ñàìûì
ïîñëåäîâàòåëüíî è ïîäðîáíî ïðîêîììåíòèðîâàë ñâîå óðàâíåíèå
íåóäà÷íûì â ýòîì áûëî òî, ÷òî ýòó çàâèñèìîñòü ïûòàëèñü
E0=mc2 è ïîêàçàë áû ðàçíèöó ìåæäó ýòîé ôîðìóëîé è ôîðìóëîé
îáúÿñíèòü ôèçè÷åñêè. Ëèøü ïîñëå ñîçäàíèÿ ÑÒÎ ñòàëî ÿñíî, ÷òî
E=mc2, òî ïîñëåäíÿÿ ôîðìóëà èñ÷åçëà áû èç ëèòåðàòóðû óæå â 20-
äëÿ îïèñàíèÿ äâèæåíèÿ áûñòðûõ ÷àñòèö íåîáõîäèìî
õ ãã. ÕÕ âåêà. Íî, ê ñîæàëåíèþ, îí ýòîãî íå ñäåëàë, è ÐÌ äî ñèõ
èñïîëüçîâàòü íå êëàññè÷åñêèå ôîðìóëû êèíåìàòèêè è äèíàìèêè,
ïîð ãóëÿåò ïî ïîïóëÿðíûì êíèãàì, ñïðàâî÷íûì ïîñîáèÿì äëÿ
à íîâóþ ìåõàíèêó, ìåõàíèêó ÑÒÎ. Ðàññìàòðèâàÿ ÷åòûðåõìåðíûå
ïîñòóïàþùèõ â âóçû, îòäåëüíûì çàäà÷íèêàì. Èíòåðåñíî
âåëè÷èíû ìåõàíèêè ÑÒÎ(ñêîðîñòü, èìïóëüñ, ñèëó),
îòìåòèòü, çíàìåíèòûé ôèçèê Ð. Ôåéíìàí â ñâîèõ ëåêöèÿõ
Ã.Ìèíêîâñêèé ïîêàçàë: ðåëÿòèâèñòñêèé êîðåíü (1-u 2/ñ 2 ) 1/2
ïîñâÿùàåò âûâîäó ôîðìóëû äëÿ ÐÌ íåñêîëüêî ñòðàíèö, à çàòåì
ïîÿâëÿåòñÿ åùå â êèíåìàòèêå ÑÒÎ è íèêàêîãî îòíîøåíèÿ ê ìàññå
íåîæèäàííî äåëàåò ñòðàííîå çàìå÷àíèå: íî ýòà ôîðìóëà íà
136 137
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- …
- следующая ›
- последняя »
