ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, НОВЫЕ ПОДХОДЫ, НОВЫЕ ИДЕИ

К 100-летию теории относительности

Автор статьи: В. М. Мясников

Добро пожаловать на форум

• Введение
• Системы отсчета. Инерциальные системы отсчета. Реальные (физические) и виртуальные ИСО
• Эфир
• Постулат относительности (Галилей, Пуанкаре, Эйнштейн)
• Принцип относительности. Постулат относительности + ковариантные системы координат
• Кватеры — новые математические объекты в физике
• СТО* — новая редакция
• Сложение эффектов в СТО*. Сложение скоростей. Тахионы
• Скорость света в эфире. Светоносный эфир
• Скорость света в среде. Эффект Вавилова–Черенкова
• Вместо заключения

СИСТЕМЫ ОТСЧЁТА
ИНЕРЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЁТА
РЕАЛЬНЫЕ(ФИЗИЧЕСКИЕ) И ВИРТУАЛЬНЫЕ ИСО

  Системой отсчета я называю точку отсчета и её окрестность, все точки которой определяются (задаются, например, радиусами-векторами) исключительно из точки отсчета. Выбор другой точки отсчета и/или иное определение точек окрестности из точки отсчета — следует интерпретировать как переход к другой системе отсчета.

  Предлагаемое определение системы отсчета пока является чисто математическим, и как таковое, может использоваться и в математике, и в физике (при соответствующей интерпретации). Окрестность здесь — и математическое понятие окрестности точки, которая может быть конечной или бесконечной, включать саму точку или не включать, и др. Таким образом, система отсчета — это часть или все пространство, в котором выбрана (зафиксирована) точка отсчета, и все точки пространства "рассматриваются" из точки отсчета. В физике часто, для удобства речи, вводится т.н. "наблюдатель" (произвольный физический объект, "с точки зрения которого" рассматривается физическая ситуация. Читатель всегда может представить себя в роли такого наблюдателя). И тогда систему отсчета можно интерпретировать как пространство, каким оно "видится" наблюдателю из точки отсчета.

  Физической точкой отсчета я называю реальное тело, положение которого в реальном пространстве определено, и размерами которого, в случае необходимости, можно пренебречь.

  Виртуальной точкой отсчета я называю точку, положение которой в пространстве определено, реального тела в этой точке нет, но его можно "домыслить", и в этом смысле рассматривать эту точку (только в теории!) как физическую.

  Физической системой отсчетаназывается система отсчета с физической точкой отсчета. В физической системе отсчета может быть выбрана любая система координат. Предполагается и наличие необходимого набора эталонов (и инструментов) для определения ("наблюдателем") координат, времени и всех других физических величин, в терминах которых описываются явления. Обращаем внимание, что необходимый набор эталонов определяется для данной системы отсчета. В другой системе отсчета может быть другой, свой набор и свои эталоны.

  Виртуальной системой отсчетаназывается система отсчета с виртуальной точкой отсчета. Все остальное — как в физической системе отсчета (но только в теории!).

  Системой координат, в самом общем виде, называется некий специальный язык (математический аппарат), устанавливающий взаимно однозначное соответствие между точками в пространстве и набором чисел (координат), кривыми в пространстве и уравнениями, и т.д. Полагаю, читатель знаком с основными конкретными системами координат (декартовая, сферическая и др.). Я привел такое определение, чтобы подчеркнуть, что системы координат — это язык, придуманный нами, людьми, для описания пространственных объектов. В природе нет никаких систем координат, в отличие от систем отсчета, и говорить, например, о движении системы координат нужно очень аккуратно.

  Системы отсчета. Системы координат. Я категорически настаиваю на разграничении понятий системы отсчета и их преобразования и системы координат и их преобразования. Можно рассматривать несколько систем отсчета и в каждой из них несколько различных систем координат. Координаты точки (события) могут изменяться потому, что имеет место : a) переход от одной системы координат к другой в одной и той же системе отсчета; b) переход от одной системы координат в одной системе отсчета к такой же системе координат в другой системе отсчета; c) переход от одной системы координат в одной системе отсчета к другой системе координат в другой системе отсчета. И во всех перечисленных случаях изменения координат называют одним термином — преобразованием координат. Но в случае a) преобразования координат означают только изменение описания события в неизменных физических условиях (в одной системе отсчета) и никакого физического смысла не имеют. В случае b) преобразования координат, наоборот, означают неизменность описания при изменении физических условий (переход к новой системе отсчета) и конечно, могут иметь некий физический смысл. И наконец, в случае c) оба эти случая перемешиваются и отделить описание от физического содержания далеко не всегда возможно. Но делать это необходимо !

  Инерциальной системой отсчетая называю систему отсчета, пространство которой относительно точки отсчета является однородным и изотропным. Движение с постоянной скоростью не нарушает условия однородности и изотропности, поэтому система отсчета, движущаяся с постоянной скоростью относительно другой инерциальной системы, и является инерциальной (обратите внимание, что движение с постоянной скоростью (по инерции) не входит в определение инерциальной системы, но является свойством инерциальных систем).

  Физической инерциальной системой отсчета называем инерциальную систему с физической точкой отсчета. В дальнейшем, в этом названии слово "физическая" опускаем, т.е. инерциальной системой называем всегда физическую инерциальную систему отсчета.

  Виртуальной инерциальной системой отсчета называем инерциальную систему с виртуальной точкой отсчета.

  Движением инерциальной системы(физической или виртуальной) относительно другой инерциальной системы или любого иного объекта называем соответствующее движение её точки отсчета (физической или виртуальной), а вместе с ней и всех точек, определяемых из точки отсчета..

  Движением любого объектаотносительно инерциальной системы называем движение этого объекта относительно точки отсчета (физической или виртуальной) инерциальной системы

  Как известно, строго однородных и изотропных реальных пространств нет во Вселенной, поэтому нет и инерциальных систем в строгом смысле этого понятия. В качестве определения реальной инерциальной системы предлагаю следующее:

  Реальную систему отсчета можно считать инерциальной в реальных физических условиях постольку, поскольку в этих физических условиях можно считать пространство однородным и изотропным.

Версия для печати
Автор: В. М. Мясников
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 09.02.2005гг

---

---