special theory of relativity

Специальная теория относительности

The safer, easier way to pay online.
"Частиц и взаимодействий" is available as a beautifully designed printable eBook compatible with mobile devices. Get it now for $5.49 для скачивания!

Когда мы слышим о Эйнштейна и специальной теории относительности (или специальная теория относительности, использовать реальное имя), мы думаем о знаменитой E = mc^2 уравнение, и странные вещи, как парадокса близнецов. В то время как эти вещи все верно и важно, проблема SR пытается решить это совершенно иная. Это попытка защитить основной принцип в физике.

Основной принцип относительности является то, что законы физики не меняются при перемещении без ускорения. Другими словами, движение с постоянной скоростью, ничем не отличается от стационарности, поэтому вы, возможно, имели эту иллюзию в то время как в неподвижном поезде на платформе, что вы движетесь, когда поезд рядом с вами начинает двигаться. Независимо от экспериментов вы можете сделать, не сказать вам ли вы стоите на месте или движется.

If you think about it, он должен быть таким образом. Если бы было только два объекта во Вселенной, это не имело бы никакого смысла сказать, кто движется. Только относительное движение имеет физический смысл. С каждым движущимся объектом является система координат, или система отсчета, называется инерциальной. Все инерциальные системы отсчета эквивалентны, который считается симметрии в физике и называется принцип относительности.

Симметрии и законы сохранения

Сейчас, давайте возьмем короткий тайм-аут, чтобы говорить о симметрий в физике. Когда вы слышите слово симметрии, вы думаете об объектах, которые выглядят одинаково, когда вы чередовать их или зеркально отразить их. В физике, эта идея берется немного дальше. Тот факт, что законы физики не меняются при попытке их в другом месте также симметрия природы, называется трансляционной симметрии.

Существует математическая принцип называется теорема Нётер, в котором говорится, что всякий раз, когда у вас есть симметрия, Вы можете найти соответствующее количество консервативную. Поступательное симметрии и сохранения импульса связаны через эту теорему. Другая симметрия является то, что законы физики инвариантны с течением времени (Что хорошо, в противном случае мы не имеем никакого дела, называя их “законы”). Эта симметрия имеет соответствующее количество консервативную, что энергия. Это математический факт является причиной того, почему вы не можете запатентовать вечный двигатель. Это нарушает закон сохранения энергии. Если он на самом деле сделал работу, это означало бы, что законы, регулирующие его не было бы времени инвариант. Другими словами, it might not work tomorrow.

Симметрия неразличимости инерциальных (принцип относительности) в движении верно электричества и магнетизма, а также. Кстати, Я не знаю, что соответствующая величина сохраняется, но я подозреваю, что это длина пространства или пространственно-временных векторов, в зависимости от того, используете ли вы доэйнштейновской (галилейский) или пост-Эйнштейна (лоренц) относительности. Катушка движется рядом с магнитом генерирует электричество. Количество электроэнергии, вырабатываемой зависит только от относительной скорости, не имеет значения, вы перемещаете катушку или магнит. Таким образом, принцип эквивалентности инерциальных систем отсчета имеет место для электричества и магнетизма, а также. Электромагнетизм описывается в уравнениях Максвелла (касающиеся пространства и временных вариаций в электрических и магнитных полей токов и зарядов) должен быть "ковариантны" - смысл, она должна измениться в то же самое было, как преобразовать координаты. В противном случае, микроволновые печи будут работать по-разному на самолете.

special relativity

Одно из решений уравнений Максвелла электромагнитные волны (свет) движется со своей скоростью. Ковариантность этих уравнений означает, что скорость света должна быть той же самой константой при измерении в любой инерциальной системе. На основании этого наблюдения, Эйнштейн предположил, что постоянство скорости света является основным законом природы. После того, как вы примете этот постулат, мы должны признать, что он не меняется при измерении в различных инерциальных системах отсчета. Для того, чтобы эта скорость будет постоянной, пространство и время придется менять вместо. Мы будем углубляться в эту постоянстве, как с точки зрения физики и философии, в следующем разделе.

Комментарии