Номер 1, страница 206 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 7. Релятивистская механика. Параграф 43. Относительность времени - номер 1, страница 206.

Условие.

1. Приведите примеры событий, которые воспринимаются как одновременные, но реально таковыми не являются.

Решение.

1. События могут восприниматься как одновременные, но не быть таковыми в действительности из-за конечной скорости распространения сигнала (света, звука), который несет информацию о событии. Если сигналы от двух пространственно разделенных событий приходят к наблюдателю в один и тот же момент времени, наблюдатель воспринимает их как одновременные. Однако, если расстояния до источников событий различны, то сами события произошли в разное время. Это явление лежит в основе принципа относительности одновременности в специальной теории относительности, но также проявляется и в повседневных ситуациях.

Приведем несколько примеров:

Пример 1: Вспышки молний.

Представьте, что наблюдатель видит две вспышки молнии, A и B, в один и тот же миг. При этом известно, что молния A ударила близко, а молния B – на значительном удалении. Поскольку свет от обеих вспышек достиг глаз наблюдателя одновременно, они воспринимаются как одновременные события. Однако свет распространяется с конечной скоростью $c \approx 3 \times 10^8$ м/с. Чтобы свет от более далекой вспышки B дошел до наблюдателя одновременно со светом от близкой вспышки A, вспышка B должна была произойти раньше. Следовательно, в действительности эти события не были одновременными.

Пример 2: Астрономические наблюдения.

Астроном в течение одной ночи регистрирует вспышки двух сверхновых звезд. Сверхновая X находится в галактике на расстоянии 1 миллион световых лет, а сверхновая Y – в галактике на расстоянии 10 миллионов световых лет. Для земного наблюдателя эти два события (регистрация света от взрывов) произошли одновременно. Но в реальности взрыв звезды X произошел 1 миллион лет назад, а взрыв звезды Y – 10 миллионов лет назад. Разница во времени между самими событиями составляет 9 миллионов лет.

Пример 3: Звук на концерте.

Находясь на большом концерте под открытым небом, вы стоите значительно ближе к правому динамику, чем к левому. Если звук от обоих динамиков доходит до вас в один и тот же момент, вы воспринимаете это как одновременное звучание. Но поскольку звук распространяется в воздухе со скоростью около 343 м/с, а путь от левого динамика длиннее, то для одновременного прихода звуковых волн левый динамик должен был издать звук немного раньше, чем правый. В современных акустических системах это часто делается намеренно с помощью электронных задержек, чтобы для большинства слушателей звук от разных источников приходил синхронно.

Ответ: Примерами событий, которые воспринимаются как одновременные, но не являются таковыми, служат: наблюдение двух вспышек молний на разном расстоянии, которые видны в один момент; регистрация света от двух астрономических событий (например, взрывов сверхновых) на разных расстояниях в одну и ту же ночь; восприятие звука от двух разнесенных в пространстве источников (например, динамиков на концерте), когда наблюдатель находится на разном расстоянии от них, а звук приходит одновременно.