Skip to main content
Global

5.1: Utangulizi wa Uhusiano

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    175534

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Nadharia maalumu ya relativity ilipendekezwa mwaka 1905 na Albert Einstein (1879—1955). Inaelezea jinsi wakati, nafasi, na matukio ya kimwili yanavyoonekana katika muafaka tofauti wa kumbukumbu ambazo zinahamia kwa kasi ya mara kwa mara kwa heshima kwa kila mmoja. Hii inatofautiana na kazi ya baadaye ya Einstein juu ya uwiano wa jumla, ambayo inahusika na sura yoyote ya kumbukumbu, ikiwa ni pamoja na muafaka wa kasi.

    Mfano wa satellite ya GPS
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Relativity maalum anaelezea jinsi muda hupita tofauti kidogo duniani na ndani ya kusonga kwa kasi kimataifa positioning satellite (GPS). Vitengo vya GPS katika magari hakuweza kupata eneo lao sahihi duniani bila kuchukua marekebisho haya katika akaunti. (mikopo: USAF)

    Nadharia ya relativity ilisababisha mabadiliko makubwa katika njia tunayoona nafasi na wakati. Sheria ya “akili ya kawaida” tunayotumia kuhusisha vipimo vya nafasi na wakati katika mtazamo wa ulimwengu wa Newton hutofautiana sana na sheria sahihi kwa kasi karibu na kasi ya mwanga. Kwa mfano, nadharia maalum ya relativity inatuambia kwamba vipimo vya urefu na vipindi vya muda si sawa katika muafaka wa kumbukumbu zinazohamia jamaa kwa kila mmoja. Chembe inaweza kuzingatiwa kuwa na maisha ya\(1.0×10^{−8}s\) katika sura moja ya kumbukumbu, lakini maisha ya\(2.0×10^{−8}s\) mwingine; na kitu inaweza kupimwa kuwa 2.0 m mrefu katika sura moja na 3.0 m mrefu katika sura nyingine. Madhara haya ni kawaida muhimu tu kwa kasi kulinganishwa na kasi ya mwanga, lakini hata kwa kasi ya chini sana ya nafasi ya kimataifa satellite, ambayo inahitaji vipimo sahihi sana wakati wa kufanya kazi, urefu tofauti wa umbali sawa katika muafaka tofauti ya kumbukumbu ni muhimu kutosha kwamba wanahitaji kuzingatiwa.

    Tofauti na mitambo ya Newtonian, ambayo inaelezea mwendo wa chembe, au equations ya Maxwell, ambayo hufafanua jinsi uwanja wa umeme unavyofanya, relativity maalum haizuiliwi kwa aina fulani ya uzushi. Badala yake, sheria zake juu ya nafasi na wakati huathiri nadharia zote za msingi za kimwili.

    Marekebisho ya mechanics ya Newtonian katika relativity maalum haifai mitambo ya kisasa ya Newtonian au inahitaji uingizwaji wake. Badala yake, equations ya mechanics relativistic inatofautiana kwa maana na yale ya mitambo ya Newtonian ya classical tu kwa vitu vinavyohamia kwa kasi ya relativistic (yaani, kasi ya chini, lakini kulinganishwa na, kasi ya mwanga). Katika ulimwengu macroscopic kwamba wewe kukutana katika maisha yako ya kila siku, equations relativistic kupunguza kwa equations classical, na utabiri wa mechanics classical Newton kukubaliana kwa karibu kutosha na matokeo ya majaribio kupuuza marekebisho relativistic.