To tylko jedna z 23 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Kinematyka relatywistyczna • Mechanika newtonowska (nazywana też mechaniką klasyczną ) dobrze opisywała rzeczywistość dla prędkości niewielkich w porównaniu z prędkością światła .
• W przypadku ruchu z prędkościami porównywalnymi z prędkością światła poprawną jest natomiast mechanika relatywistyczna , zwana też szczególną teorią względności .
• Mechanika newtonowska jest tylko przybliżeniem mechaniki relatywistycznej - tym lepszym, im mniejsze są prędkości ciał, których ruch rozpatruje. • Głównym postulatem mechaniki relatywistycznej i w ogóle teorii względności (stworzonej przez Einsteina) jest obserwowalny fakt : prędkość światła jest taka sama dla dowolnego obserwatora, również poruszającego się względem źródła, emitującego to światło . Wynosi ona: Teoria eteru • Teorie XIX-wieczne zakładały, że światło rozchodzi się w jakimś hipotetycznym ośrodku, zwanym eterem . W tym przypadku tylko w układzie, który by spoczywał względem eteru, byłaby spełniona równość: .
Dla obserwatora, poruszającego się względem eteru z prędkością , zmierzona prędkość światła byłaby sumą tych prędkości: .
Eter miał być ośrodkiem fizycznym, ale nie posiadającym masy !
• Ziemia porusza się w swoim obiegu wokół Słońca z prędkością liniową około 30 km/s - a więc muszą być w ciągu roku momenty, gdy poruszałaby się ona względem eteru o tę prędkość w jedną lub drugą stronę - powinno się zmierzyć prędkość światła różną o !
Doświadczenie Michelsona i Morleya • Próba zmierzenia zmian w prędkości światła, gdy Ziemia porusza się względem eteru:
Gdy eter porusza się równolegle do kierunku obserwacji (kierunku biegu światła):
Czas przebiegu impulsu świetlnego “tam i z powrotem” między źródłem światła i zwierciadłem:
Doświadczenie Michelsona i Morleya - c.d. 1 • Próba zmierzenia zmian w prędkości światła, gdy Ziemia porusza się względem eteru:
Gdy eter porusza się pr ostopadle do kierunku obserwacji (kierunku biegu światła):
Czas przebiegu impulsu:
Doświadczenie Michelsona i Morleya - c.d. 2 • Różnica czasu dla przebiegu prostopadłego i równoległego:
Dla: i mamy: (ok. )
• Michelson i Morley: pomiar za pomocą interferometru. Brak zmian w obrazie interferencyjnym!
(…)
… zajścia obu wydarzeń jest nieokreślona - zależy od prędkości obserwatora! Można sprawić, przez wybór odpowiednio poruszającego się obserwatora, że zdarzenia rzekomo późniejsze będą poprzedzały te „przeszłe”!
• Zdefiniujmy interwał czasoprzestrzenny jako:
gdzie: jest klasyczną odległością między dwoma punktami.
• Interwał czasoprzestrzenny jest niezmiennikiem transformacji Lorentza:
(w mechanice klasycznej: zarówno czas między zdarzeniami jak i odległość przestrzenna są zachowane niezależnie!).
Interwał czasoprzestrzenny
• Interwał czasoprzestrzenny, którego kwadrat jest większy od zera:
nazywamy interwałem typu czasowego. Jeżeli dwa zdarzenia są oddzielone tym interwałem, to zawsze jedno z nich poprzedza drugie (zachowana jest kolejność ich zachodzenia w czasie), niezależnie od wyboru układu współrzędnych. Dla takiego interwału nie istnieje układ inercjalny, w którym zdarzenia mogłyby zajść w tym samym czasie, ale istnieje układ, w którym zdarzenia zajdą w tym samym miejscu. • Interwał czasoprzestrzenny, którego kwadrat jest mniejszy od zera:
nazywamy interwałem typu przestrzennego. Jeżeli dwa zdarzenia są oddzielone tym interwałem, to nie istnieje taki układ inercjalny, w którym zdarzenia mogłyby…
… zajść w tym samym miejscu, ale istnieje układ, w którym zdarzenia te zajdą w tym samym czasie.
Czasoprzestrzeń
• Współrzędne przestrzenne i współrzędna czasowa wszystkich możliwych zdarzeń rozpatrywanych w określonym inercjalnym układzie odniesienia tworzą czterowymiarową przestrzeń zdarzeń o współrzędnych . Inaczej nazywamy ją czasoprzestrzenią lub przestrzenią Minkowskiego. • Czasoprzestrzeń traktuje…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)