special theory of relativity

نظرية النسبية الخاصة

The safer, easier way to pay online.
"الجزيئات والتفاعلات" is available as a beautifully designed printable eBook compatible with mobile devices. Get it now for $5.49 للتحميل الفوري!

عندما نسمع عن أينشتاين والنسبية الخاصة (أو نظرية النسبية الخاصة, لاستخدام اسمه الحقيقي), نفكر الشهيرة E = mc^2 معادلة, وأشياء غريبة مثل مفارقة التوأمين. في حين أن تلك الأمور كلها حقيقية ومهمة, المشكلة ريال يحاول حل هو واحد مختلف تماما. وإنما هو محاولة للدفاع عن مبدأ أساسي في الفيزياء.

المبدأ الأساسي النسبية هو أن قوانين الفيزياء لا تتغير عند الانتقال دون تسريع. وبعبارة أخرى, الحركة بسرعة منتظمة لا يمكن تمييزه عن كونها ثابتة, هذا هو السبب الذي ربما كان هذا الوهم بينما في قطار ثابتة على المنصة التي تقوم بنقله, عندما كان القطار إلى جانبك يبدأ التحرك. مهما كانت التجارب يمكنك القيام به لن اقول لكم ما اذا كنت واقفا الثابتة أو المتحركة.

If you think about it, يجب أن يكون بهذه الطريقة. إذا كان هناك اثنين فقط من الكائنات في الكون, انها لن تقدم أي معنى لقول أي واحد يتحرك. الحركة النسبية الوحيدة لها أهمية البدنية. يرتبط مع كل جسم متحرك هو نظام الإحداثيات, أو إطارا مرجعيا, دعا إطار بالقصور الذاتي. جميع الأطر بالقصور الذاتي تعادل, الذي يعتبر التماثل في الفيزياء ويسمى مبدأ النسبية.

التماثلات والقوانين الحفظ

الآن, دعونا نلقي مهلة قصيرة للحديث عن التماثلات في الفيزياء. عندما تسمع كلمة التماثل, كنت أفكر في الأشياء التي تبدو نفسها عند تناوب عليها أو الوجه لهم. في الفيزياء, يتم أخذ هذه الفكرة أبعد قليلا. حقيقة أن قوانين الفيزياء لا تتغير عند محاولة منهم في مكان مختلف هو أيضا التماثل الطبيعة, دعا تناظر انتقالي.

هناك مبدأ رياضي يسمى مبرهنة نويثر, التي تنص على أنه كلما كان لديك التماثل, ستجد كمية مخزنة المقابلة. ترتبط تناظر انتقالي والحفاظ على الزخم من خلال هذه النظرية. التماثل آخر هو أن قوانين الفيزياء هي ثابتة على مر الزمن (وهو أمر جيد, إلا أننا لا نملك أي عمل دعوتهم “قوانين”). هذا التماثل لديه كمية مخزنة المقابلة, وهي الطاقة. هذا الواقع الرياضي هو السبب في أنك لا يمكن تسجيل براءة اختراع آلة الحركة الدائبة. كما أنه ينتهك الحفاظ على الطاقة. إذا كان في الواقع لم تعمل, ذلك يعني أن القوانين المنظمة لذلك لن يكون الوقت قد حان ثابتة. وبعبارة أخرى, it might not work tomorrow.

التماثل من الفرز بين من الأطر بالقصور الذاتي (مبدأ النسبية) في حركة غير صحيح الكهرباء والمغناطيسية، وكذلك. بالمناسبة, أنا لا أعرف ما هي كمية مخزنة المقابلة, ولكن أظن أنه من طول ناقلات الفضاء أو الزمكان, اعتمادا على ما إذا كنت تستخدم قبل اينشتاين (الجليل) أو ما بعد اينشتاين (لورنتز) النسبية. لفائف تتحرك بجانب المغناطيس يولد الكهرباء. كمية الكهرباء المولدة يعتمد فقط على السرعة النسبية, لا يهم ما إذا كنت تتحرك لفائف أو المغناطيس. وبالتالي فإن مبدأ التكافؤ من الأطر بالقصور الذاتي يحمل على الكهرباء والمغناطيسية، وكذلك. يوصف الكهرومغناطيسية في معادلات ماكسويل (المتعلقة الفضاء والاختلافات الوقت في المجالات الكهربائية والمغناطيسية للتيارات والرسوم) يجب أن يكون "التغاير" - معنى, يجب أن تتغير في نفس كانت على النحو تحويل الإحداثيات. وإلا, أن أفران الميكروويف بشكل مختلف على متن طائرة.

special relativity

أحد الحلول لمعادلات ماكسويل هو الموجات الكهرومغناطيسية (ضوء) تتحرك بسرعة ل. والتغاير من هذه المعادلات يعني أن سرعة الضوء لابد من نفس ثابت عند قياسها في أي إطار بالقصور الذاتي. وبناء على هذه الملاحظة, افترض اينشتاين أن ثبات سرعة الضوء هو القانون الأساسي للطبيعة. بمجرد قبول هذه الفرضية, علينا أن نقبل أنه لا تغيير عند قياسها في الأطر بالقصور الذاتي مختلفة. من أجل هذه السرعة ليكون ثابت, والمكان والزمان تضطر إلى تغيير بدلا من ذلك. سنقوم الخوض في هذا الثبات, سواء من حيث الفيزياء والفلسفة, في المقطع التالي.

تعليقات