Механика. Щербаченко Л.А. - 118 стр.

            так, как если бы имелось        поле тяготения, ускорение свободного падения в
            котором равно ускорению         системы отсчета.
                  Для механических           явлений это очевидно. Обобщение этого
            утверждения на все               физические явления называется принципом
            эквивалентности.


                                     Принцип эквивалентности.
                                      Принципом эквивалентности называется ут-
                                 верждение о том, что в некоторой системе отсчета
                                 наличие ускорения ее неотличимо от присутствия
                                 соответствующего поля тяготения.
                                 Конкретное поле тяготения меняется от одной точки
                                 пространства к другой. Поэтому, вообще говоря, нельзя
                                 подобрать какую-то систему отсчёта, которая движется
                                 таким образом, что её ускорение в каждой точке
                                 пространства эквивалентно по своему действию с
                     Рис. 6      имеющимся там полем тяготения. Однако если
                                 необходимо рассмотреть поле тяготения в достаточно
               малой области пространства, то в первом приближении его можно считать
               постоянным в этой области. Поэтому в достаточно малой области
               пространства всегда можно воспользоваться принципом эквивалентности и
               сделать определённое заключение о ходе процессов. Проиллюстрируем это
               на красном смещении.


                                       Красное смещение.
                  Поле тяготения оказывает важное действие на свет – изменяет его
            частоту. Неизбежность изменения частоты света в поле тяготения следует из
            принципа эквивалентности.
                  Представим себе следующий опыт в поле тяготения Земли. Из
            некоторой точки испускается луч света частотой ω , распространяющийся в
            вертикальном направлении (рис. 6). Спрашивается: какой будет частота
            света на высоте h? На этот вопрос ответить исходя из общих соображений
            нельзя, поскольку неизвестно действие силы тяжести на частоту. Ответ
            можно дать с помощью принципа эквивалентности, исходя из того, что в
            отсутствие силы тяжести частота при распространении света не
            изменяется.
                  Рассмотрим такой опыт в системе координат, которая свободно падает
            в однородном поле тяжести. В этой системе отсутствуют какие-либо силы, и
            все процессы внутри нее происходят так же, как в инерциальной системе.
            Поэтому частота света при распространении не изменяется. Следовательно,
            наблюдатель, покоящийся в этой системе координат в точке на высоте
            h, должен воспринимать ту же частоту, которая была излучена в точке О
            той же системы координат.
                                                                                       118

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com