1. เหตุใดจึงสัมพัทธ์และไม่แน่นอน

ลองมาดูตัวอย่างกัน: หากคุณขับรถบนถนนที่ความเร็ว 60 กม./ชม. คุณพูดได้ไหมว่าความเร็วที่สัมพันธ์กับพื้นโลกคือABSOLUTELY REAL SPEED ?

ไม่เลย เพราะนั่นเป็นเพียงความเร็วตามการสังเกตของคุณ สมมติว่า เมื่อคุณเคลื่อนที่ I’m at the Moon มองลงมาที่คุณ ความเร็วของคุณจะต้องรวมความเร็วของการหมุนของโลกรอบแกนของมัน มากกว่า 60 กม. แตกต่างอย่างแน่นอน /ชม.

หรือยูเอฟโอนอกระบบสุริยะกำลังเฝ้าดูคุณอยู่ พวกมันจะต้องรวมความเร็วการหมุนของโลกไว้ในระบบสุริยะด้วย นั่นคือสัมพัทธภาพในจักรวาลนี้ รวมทั้งพื้นที่และเวลา และมวล…. เพียงแค่เปลี่ยน ผู้สังเกตการณ์หรือกรอบอ้างอิงและระบบที่จะวัดจะไม่เป็นแบบสัมบูรณ์อีกต่อไป

2.สัจพจน์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ:

สัจพจน์ 1: หลักการสัมพัทธภาพ

คำจำกัดความ : กฎของฟิสิกส์ไม่แปรผันในทุกกรอบอ้างอิงเฉื่อย คำอธิบาย: กฎของฟิสิกส์จะเหมือนกันสำหรับวัตถุทั้งหมดที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่สม่ำเสมอ

ตัวอย่างเช่นหากคุณยืนนิ่งหรืออยู่ในรถที่มีความเร็ว 100 กม./ชม. (ปิดหน้าต่าง) หรืออยู่ในเครื่องบินด้วยความเร็ว 1,000 กม./ชม. เมื่อคุณทำเหรียญตก เหรียญทั้งหมดจะตกลงในแนวตั้ง กฎฟิสิกส์ทั้งหมดที่กระทำต่อเหรียญในสามกรณีนั้นเหมือนกัน

สัจพจน์ 2: หลักการคงที่ของความเร็วแสงในสุญญากาศ

คำจำกัดความ : ความเร็วของแสงในสุญญากาศจะเท่ากันสำหรับผู้สังเกตทุกคน โดยไม่คำนึงถึงการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดแสง

คำอธิบาย : ในจักรวาล ความเร็วของแสงในสุญญากาศนั้นใหญ่ที่สุดที่ผ่านไม่ได้ สำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคน ความเร็วของแสงจะอยู่ที่ 299,792,458 m/s เสมอ นอกจากนี้ ความเร็วของแสงจะไม่เปลี่ยนแปลงไม่ว่าแหล่งกำเนิดแสงจะเคลื่อนที่หรือหยุดนิ่ง

ตัวอย่าง : เรายังคงพิจารณารถด้านบนต่อไป แม้ว่าความเร็วของรถจะสัมพันธ์กันขึ้นอยู่กับผู้สังเกต แต่ในจักรวาลแห่งแสงเป็นกรณีพิเศษ ความเร็วของแสงเป็นค่าสัมบูรณ์

หากคุณเร่งรถด้วยความเร็ว 1,000 กม. / ชม. จากนั้นเปิดไฟหน้าความเร็วของแสงที่ส่องจากไฟจะไปถึงความเร็วคงที่เพียง ~ 300 ล้าน m / s แม้ว่าเอเลี่ยนจะอยู่นอกแสงอาทิตย์ ระบบ ถ้าอยู่ใกล้ก็เห็นแต่ความเร็วแสง โดยเฉพาะเรื่องแสง สูตรของนิวตันสำหรับเพิ่มความเร็ว: (ความเร็วรถ + ความเร็วแสง) ใช้ไม่ได้อีกต่อไป

3- ผลที่ตามมาของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่โดดเด่น:

เพื่อให้เข้าใจถึงสัมพัทธภาพที่นี่มากขึ้น เราจะต้องแยกกรอบอ้างอิงที่แตกต่างกันสองกรอบเพื่อเปรียบเทียบ: ผู้เสนอญัตติและผู้สังเกต

1. ความยาวยังสัมพันธ์กัน:

เมื่อความเร็วสูงขึ้น ผู้สังเกตจะเห็นความยาวของวัตถุหดตัวในทิศทางของการเคลื่อนไหว (ตัววัตถุเองไม่สังเกตเห็นสิ่งนี้)

ตัวอย่างเช่น ยานอวกาศที่มีความยาว 100 ม. มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง ในขณะที่ผู้สังเกตจะเห็นว่าความยาวของยานอวกาศลดลงเหลือเพียง 20 ม.

2. ระยะทางยังสัมพันธ์กัน:

ยิ่งความเร็วในการเคลื่อนที่สูงเท่าใด ระยะทางก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น เราต้องเดินทางเป็นระยะทาง 1,000 กม. หากมียานอวกาศบินด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงเราเองจะเห็นว่าระยะทางสั้นลงเหลือเพียงไม่กี่ร้อยเมตรเท่านั้น (ผู้สังเกตการณ์) ถ้าคุณดู ด้านนอกก็ยังเห็นระยะทาง 1000km เหมือนเดิม)

3. มวลยังสัมพันธ์กัน:

ยิ่งวัตถุเคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสงมากเท่าใด ผู้สังเกตก็จะยิ่งมองเห็นมวลมากขึ้นเท่านั้น (ในการรับรู้มวลนั้นคงที่)

ตัวอย่างเช่น ในเครื่องเร่งอนุภาค เมื่ออิเล็กตรอนไปถึงความเร็วที่เข้าใกล้ความเร็วแสง นักวิทยาศาสตร์จะวัดมวลของมันเพื่อเพิ่ม 2,000 เท่า เมื่อเทียบกับเวลาที่อิเล็กตรอนหยุดนิ่ง

มวลของวัตถุเมื่อเคลื่อนที่แบบไม่แสดงด้วยความเร็วแสงเป็นมวลสัมพัทธ์ ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากมวลที่เหลือ (อยู่นิ่ง) ของวัตถุ มวลที่เหลือของวัตถุไม่เปลี่ยนแปลงแม้จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

4. เวลายังสัมพันธ์กัน:

ยิ่งบุคคลเคลื่อนที่เร็วเท่าใด เวลาของเขาหรือเธอก็จะยิ่งช้าลงเมื่อเทียบกับผู้สังเกตที่อยู่กับที่

5. ความเร็วแสงเป็นค่าสัมบูรณ์:

มีเพียงโฟตอน (และอนุภาคไร้มวล) เท่านั้นที่มีความเร็วสูงสุดในจักรวาล – ความเร็วของแสง แต่วัตถุทั้งหมดที่มีมวลเข้าใกล้ความเร็วของแสงจะมีโมเมนตัมเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ และพลังงานที่ให้เพื่อเคลื่อนที่ก็เพิ่มขึ้นเป็นอนันต์เช่นกัน ซึ่งก็คือ เป็นไปไม่ได้ในวิชาฟิสิกส์

3. สรุป:

วันนี้ หลังจาก 100 ปีเกิด ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษได้รับการพิสูจน์โดยทฤษฎีและการทดลอง สัจพจน์และผลที่ตามมาทั้งหมด และทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษยังนำไปใช้ในทางปฏิบัติในหลายสาขา เช่น พื้นที่ระบบ GPS ที่คุณระบุตำแหน่งทั่วโลก ที่ใช้ในโทรศัพท์ของคุณยังเกี่ยวข้องกับการขยายเวลาของสัมพัทธภาพ

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *