special theory of relativity

Special Theory of Relativity

The safer, easier way to pay online.
"Particles at Pakikipag-ugnayan" is available as a beautifully designed printable eBook compatible with mobile devices. Get it now for $5.49 for immediate download!

Kapag marinig namin ang tungkol Einstein at ang mga espesyal na kapamanggitan (o ang espesyal na teorya ng kapamanggitan, upang gamitin ang mga tunay na pangalan), sa tingin namin ng sikat na E = mc^2 ekwasyon, at kakaiba mga bagay tulad ng mga twin kabalintunaan. Habang ang mga bagay na ito ay ang lahat ng tunay at mahalagang, ang problema SR sumusubok upang malutas ay isang ganap na iba't ibang mga isa. Ito ay isang pagtatangka upang ipagtanggol ang isang pangunahing prinsipyo sa physics.

Ang pangunahing prinsipyo ng kapamanggitan ay na ang mga batas ng pisika ay hindi nagbabago kapag nilipat mo na walang acceleration. Sa ibang salita, motion sa isang pare bilis ay hindi makilala mula sa pagiging walang galaw, na kung saan ay kung bakit ikaw ay maaaring may had ito ilusyon habang sa isang nakapirme tren sa isang platform na ikaw ay gumagalaw, kapag ang tren sa tabi mo ay nagsisimula paglipat. Anuman eksperimento na maaari mong gawin ay hindi magsasabi sa iyo kung ikaw ay nakatayo pa rin o paglipat.

If you think about it, ito ay upang maging ganitong paraan. Kung may mga lamang ng dalawang mga bagay sa uniberso, hindi na ito ay gumawa ng anumang mga kahulugan upang sabihin kung saan ang isa ay gumagalaw. Tanging kamag-anak paggalaw ay may pisikal na kabuluhan. Na nauugnay sa bawat paglipat ng bagay ay isang coordinate system, o isang frame ng reference, tinatawag na isang inertial frame. Lahat inertial frame ay katumbas, na kung saan ay itinuturing na isang mahusay na proporsyon sa physics at ito ay tinatawag na ang mga prinsipyo ng kapamanggitan.

Symmetries at Conservation Batas

Ngayon, sabihin tumagal ng isang maikling timeout pag-uusapan symmetries sa physics. Kapag marinig mo ang salitang symmetry, sa tingin mo ng mga bagay na tumingin sa parehong kapag ikaw paikutin ang mga ito o i-flip ang mga ito. Sa pisika, ideya na ito ay kinuha ng kaunti pa. Ang katotohanan na ang mga batas ng pisika ay hindi nagbabago kapag sinubukan mo ang mga ito sa ibang lugar ay din ng isang mahusay na proporsyon ng kalikasan, tinatawag translational mahusay na proporsyon.

May ay isang mathematical prinsipyo na tinatawag na Noether teorama, na nagsasaad na sa tuwing mayroon kang isang mahusay na proporsyon, makikita mo ang isang kaukulang conserved dami. Translational mahusay na proporsyon at ang konserbasyon ng momentum ay may kaugnayan sa pamamagitan ng mga ito teorama. Ang isa pang mahusay na proporsyon ay na ang mga batas ng pisika ay invariant sa paglipas ng panahon (na kung saan ay isang magandang bagay, kung hindi, hindi namin ay may anumang negosyo pagtawag sa kanila “batas”). mahusay na proporsyon na ito ay isang nararapat na conserved dami, na kung saan ay enerhiya. Ito mathematical katotohanan ay ang dahilan kung bakit hindi ka maaaring patent ng isang panghabang-buhay paggalaw machine. Ito ay lumalabag sa pag-iimbak ng enerhiya. Kung ito ang tunay na nagsigawa, ito ay nangangahulugan na ang mga batas na namamahala ito ay hindi magiging time invariant. Sa ibang salita, it might not work tomorrow.

Ang mahusay na proporsyon ng indistinguishability ng inertial frames (ang prinsipyo ng kapamanggitan) sa paggalaw ay totoo ng elektrisidad at balani pati. Sa pamamagitan ng paraan, hindi ko alam kung ano ang katumbas na conserved dami ay, ngunit pinaghihinalaan ko ito ay ang haba ng space o espasyo-time vectors, depende sa kung gumagamit ka ng pre-Einstein (Galilean) o post-Einstein (Lorentz) relativity. A coil paglipat tabi magnet bumubuo ng koryente. Ang halaga ng koryente na nabuo ay depende lamang sa mga kamag-anak bilis, ay hindi mahalaga kung mong ilipat ang likaw o ang pang-akit. Kaya ang mga prinsipyo ng pagkapareho ng inertial frames humahawak para sa koryente at balani pati. Electromagnetism ay inilarawan sa Maxwell 's equation (may kaugnayan espasyo at oras pagkakaiba-iba sa electric at magnetic field sa alon at singil) ay dapat na "covariant" - kahulugan, dapat itong baguhin sa parehong ay gaya ng mga coordinate pagbabagong-anyo. Kung hindi, microwave ovens ay gumagana sa ibang paraan sa isang eroplano.

special relativity

Isang solusyon sa Maxwell 's equation ay EM waves (liwanag) gumagalaw sa bilis nito. Ang covariance ng mga equation ay nangangahulugan na ang bilis ng liwanag ay dapat na ang parehong pare-pareho kapag sinusukat sa anumang inertial frame. Batay sa pagmamasid na ito, Einstein postulated na ang katapatan ng ang bilis ng liwanag ay isang pangunahing batas ng kalikasan. Sa sandaling tanggapin mo ito postulate, mayroon kaming upang tanggapin na ito ay hindi baguhin kapag sinusukat sa iba't ibang inertial frames. Sa order para sa bilis na maging isang pare-pareho, espasyo at oras ay may sa palitan sa halip. Susubukan naming bungkalin katapatan ito, pareho sa mga tuntunin ng pisika at pilosopiya, sa susunod na seksyon.

Mga Komento