ФЭПО-КСЕ-2
.docживые, а релятивистские эффекты не распространяются на живые организмы
слишком велики, а релятивистские эффекты существенны только для объектов микромира
слишком малы, а релятивистские эффекты становятся заметны только в масштабах всей Вселенной
Решение:
«Релятивистский» означает «вытекающий из теории относительности». Релятивистские эффекты становятся существенными при скоростях движения, сравнимых со скоростью света или если требуется чрезвычайно высокая точность измерений. В повседневной жизни мы с такими ситуациями не сталкиваемся.
Тема: Специальная теория относительности
Согласно специальной теории относительности, от выбора системы отсчета не зависит …
˅ причинно-следственная связь между событиями
промежуток времени между двумя любыми событиями
расстояние между точками, в которых произошли два каких-нибудь события
скорость перемещения любого тела
Решение:
При переходе от одной системы отсчета к другой не изменяются инварианты теории относительности: скорость световой волны в вакууме, пространственно-временной интервал между событиями, последовательность причинно связанных событий.
Тема: Специальная теория относительности
В уравнении Эйнштейна устанавливается эквивалентность ... .
˅ массы и энергии
массы и времени
силы и ускорения
массы и силы
Тема: Общая теория относительности
Общая теория относительности описывает …
˅ наиболее фундаментальные свойства пространства и времени в их взаимосвязи со свойствами материи
законы движения материальных тел при скоростях, близких к скорости света
законы движения материальных тел при скоростях, превышающих скорость света
законы движения и взаимодействия объектов микромира, для которых нельзя пренебречь квантовыми флуктуациями
Решение:
Общая теория относительности – фундаментальная теория взаимосвязи пространства-времени и материи.
Тема: Общая теория относительности
Область, в которой предсказания классической механики и общей теории относительности совпадают, определяется условием, что …
˅ гравитационные поля слабые, то есть такие, в которых свободно падающее тело не может разогнаться до скорости, близкой к скорости света
флуктуации скорости движения, обусловленные беспорядочным тепловым движением молекул, несущественны
скорости движения всех рассматриваемых тел превышают скорость света
гравитационные поля сильные, то есть такие, в которых свободно падающее тело может разогнаться до скорости, близкой к скорости света
Решение:
Классическая механика дает точные предсказания при движении макроскопических тел с небольшими скоростями в слабых гравитационных полях. Если скорости движения становятся большими, то есть приближаются к скорости света, классическая механика начинает сильно ошибаться и необходимо использовать специальную теорию относительности. Если к тому же рассматриваются сильные гравитационные поля – такие, которые свойственны Метагалактике в целом или компактным массивным объектам вроде нейтронных звезд или черных дыр, то и специальной теории относительности недостаточно, необходимо использовать общую теорию относительности.
Тема: Общая теория относительности
Общая теория относительности, в отличие от специальной теории относительности, применима …
˅ в очень сильных гравитационных полях
при скоростях, близких к скоростям света
не только в мегамире, но и в микромире
только для описания движения с постоянной скоростью
Решение:
Специальная теория относительности, строго говоря, применима только в инерциальных системах отсчета – то есть таких, у которых тело отсчета не испытывает ускорения. Но в гравитационном поле ВСЕ тела движутся с ускорением (свободного падения). Если гравитационное поле сильное, то и вызываемое им ускорение большое, так что пренебречь им нельзя.
Общая теория относительности свободна от этого ограничения, поскольку она опирается на принцип эквивалентности, позволяющий уравнять в правах все системы отсчета. Как следствие, ее можно использовать в сколь угодно сильных гравитационных полях.
Как специальная, так и общая теории относительности правильно описывают движение с любыми по величине скоростями, в том числе и близкими к скорости света. А вот в микромире общая теория относительности пасует: ее пока не удалось, подобно специальной теории относительности, «подружить» с квантовой механикой – фундаментальной теорией, описывающей поведение микрообъектов.
Тема: Общая теория относительности
В число постулатов общей теории относительности входит положение о том, что …
˅ ускоренное движение физически эквивалентно покою в гравитационном поле, то есть неотличимо от него никакими измерениями
любой материальный объект обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами
никакой материальный объект не может перемещаться со скоростью, превышающей скорость света
геометрия нашей Вселенной неевклидова
Решение:
Общую теорию относительности можно рассматривать как расширение специальной, достигаемое за счет введения дополнительного постулата – принципа эквивалентности. Принцип эквивалентности известен в нескольких равносильных формулировках. Одна из них утверждает, что ускоренное движение физически эквивалентно покою в гравитационном поле, то есть неотличимо от него никакими измерениями.
Тема: Общая теория относительности
Принцип эквивалентности устанавливает физическую неразличимость …
˅ инертной и гравитационной масс
массы и энергии
пространства и времени
любых двух электронов
Решение:
Принцип эквивалентности известен в нескольких равносильных формулировках. Одна из них утверждает, что ускоренное движение физически эквивалентно покою в гравитационном поле, то есть неотличимо от него никакими измерениями. Вторая формулировка устанавливает принципиальную неразличимость сил инерции и гравитации. Согласно третьей, инертная масса любого тела (то есть та, которая фигурирует во втором законе Ньютона) равна его гравитационной массе (той, что используется в законе всемирного тяготения).
Тема: Общая теория относительности
Одно из следствий принципа эквивалентности, выводимое в ОТО, заключается в том, что …
˅ своим присутствием и движением материальные тела изменяют (искривляют) геометрию пространства-времени
пространство-время нашей Вселенной описывается евклидовой геометрией, которую изучают в школе
масса и энергия – это, по сути, одна и та же физическая величина, но измеряемая в разных единицах
продолжительность любого процесса в некотором теле, измеренная в системе отсчета, в которой тело движется, оказывается больше, чем в системе отсчета, в которой оно покоится
Решение:
В соответствии с принципом эквивалентности определенные пространственно-временные соотношения (ускоренное движение) никаким экспериментом нельзя отличить от проявлений материального объекта, а именно гравитационного поля. Математически такая связь между пространством-временем и материей выражается уравнениями ОТО, выведенными А. Эйнштейном. Смысл этих уравнений состоит в том, что своим присутствием и движением материальные тела изменяют (искривляют) геометрию пространства-времени, которая, в свою очередь, определяет характер движения материальных тел.
Тема: Общая теория относительности
Эмпирическим доказательством справедливости общей теории относительности служит(-ат) …
˅ искривление световых лучей, проходящих вблизи Солнца
отрицательные результаты опыта Майкельсона–Морли
решения уравнений общей теории относительности, найденные А.А. Фридманом в 20-х годах XX века
открытие планет, обращающихся вокруг других звезд
Решение:
В настоящее время известны результаты уже более чем двух десятков проверок справедливости ОТО. Исторически первыми из них, полученными в первой половине XX века были:
1) смещение перигелия (ближайшей к Солнцу точки) орбиты Меркурия на 43 угловых секунды за столетие (астрономы знали о нем с середины XIX века, но не могли объяснить притяжением Солнца и планет Солнечной системы; ОТО же не только объясняет этот эффект, но и очень точно предсказывает его величину);
2) отклонение световых лучей, проходящих вблизи Солнца, на 1,75 угловых секунды от прямолинейной траектории (в классической механике этот эффект тоже имеет место, но величина его оказывается вдвое меньшей; в 1919 году астрономы впервые провели достаточно точные измерения, чтобы с уверенностью сказать: да, отклонение есть, и его величина соответствует не классической механике, а общей теории относительности).
Тема: Общая теория относительности
Эмпирическим доказательством общей теории относительности явилось…
постоянство скорости света
красное смещение в спектрах удаленных галактик
˅ отклонение световых лучей вблизи Солнца
ускорение времени в гравитационном поле
Тема: Общая теория относительности
В число эмпирических подтверждений общей теории относительности не входит(-ят) …
˅ взрывы сверхновых звезд
искривление световых лучей вблизи Солнца
смещение перигелия орбиты Меркурия
замедление времени в гравитационных полях
Решение:
В настоящее время известны результаты уже более чем двух десятков проверок справедливости ОТО, в том числе:
1) смещение перигелия (ближайшей к Солнцу точки) орбиты Меркурия на 43 угловых секунды за столетие. Астрономы знали о нем с середины XIX века, но не могли объяснить притяжением Солнца и планет Солнечной системы. ОТО же не только объясняет этот эффект, но и очень точно предсказывает его величину;
2) отклонение световых лучей, проходящих вблизи Солнца, на 1,75 угловых секунды от прямолинейной траектории. В классической механике этот эффект тоже имеет место, но величина его оказывается вдвое меньшей. В 1919 году астрономы впервые провели достаточно точные измерения, чтобы с уверенностью сказать, что отклонение есть и его величина соответствует не классической механике, а общей теории относительности;
3) разный темп течения времени в разных точках пространства. В 1960-х годах стало возможным очень точно сравнивать ход атомных часов, находящихся в разных местах. Измерения показали, что часы в подвале действительно отстают от часов, находящихся на пятом этаже (где гравитационное поле Земли чуть-чуть слабее), на 1 секунду за 30 миллионов лет – в полном соответствии с предсказаниями ОТО.
Тема: Общая теория относительности
Свойства пространства определяются массой материальных тел и объектов – это положение существует в …
принципе эквивалентности
специальной теории относительности
˅ общей теории относительности
принципе относительности Галилея
Тема: Общая теория относительности
С точки зрения общей теории относительности, Земля не улетает от Солнца потому, что …
˅ Солнце, обладая огромной массой, искривляет пространство-время вокруг себя, и траектория свободного движения Земли из прямой превращается в кривую, причем замкнутую
Солнце притягивает Землю в соответствии с законом всемирного тяготения и тем самым постоянно изменяет направление и величину скорости движения Земли
Земля и Солнце обладают разноименными электрическими зарядами и потому притягиваются друг к другу по закону Кулона
пространство-время нашей Вселенной искривлено настолько, что незамкнутых траекторий движения материальных тел в нем просто не существует
Решение:
Общая теория относительности рассматривает гравитацию как проявление искривленности пространства-времени.