አንፃራዊ ቅንጣት ብዛት

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

በ1905፣አልበርት አንስታይን ስለ ከባቢያችን ያለውን አለም ያለውን ግንዛቤ ለውጦ የነበረውን አንጻራዊነት ንድፈ ሃሳቡን አሳተመ። በእሱ ግምቶች ላይ በመመስረት፣ የአንፃራዊነት ብዛት ቀመር ተገኝቷል።

ልዩ አንጻራዊነት

አጠቃላዩ ነጥብ እርስ በርስ በሚንቀሳቀሱ ስርዓቶች ውስጥ ማንኛውም ሂደቶች በተወሰነ መልኩ ይቀጥላሉ. በተለይም ይህ ይገለጻል, ለምሳሌ, በፍጥነት መጨመር በጅምላ መጨመር. የስርዓቱ ፍጥነት ከብርሃን ፍጥነት በጣም ያነሰ ከሆነ (υ << c=3 10⁸) እነዚህ ለውጦች ወደ ዜሮ ስለሚሄዱ በተግባር አይታዩም። ነገር ግን, የእንቅስቃሴው ፍጥነት ወደ ብርሃን ፍጥነት ቅርብ ከሆነ (ለምሳሌ, ከእሱ አንድ አስረኛ ጋር እኩል) ከሆነ, እንደ የሰውነት ክብደት, ርዝመቱ እና የማንኛውም ሂደት ጊዜ እንደዚህ ያሉ አመልካቾች ይለወጣሉ. የሚከተሉትን ቀመሮች በመጠቀም፣ የአንፃራዊ ቅንጣትን ብዛት ጨምሮ እነዚህን እሴቶች በሚንቀሳቀስ የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ ማስላት ይቻላል።

እዚሁ l₀፣ m₀ እና t₀ - የሰውነት ርዝመት፣ መጠኑ እና የሂደቱ ጊዜ በማይንቀሳቀስ ስርዓት ውስጥ, እና υ የእቃው ፍጥነት ነው.

በአንስታይን ቲዎሪ መሰረት የትኛውም አካል ከብርሃን ፍጥነት በላይ ማፋጠን አይችልም።

የእረፍት ብዛት

የተቀረው የአንፃራዊነት ቅንጣት ጥያቄ በትክክል የሚነሳው በተነፃፃሪነት ፅንሰ-ሀሳብ ነው፣የአንድ አካል ወይም ቅንጣት ክብደት እንደ ፍጥነቱ መለወጥ ሲጀምር ነው። በዚህ መሠረት የእረፍት ክብደት የሰውነት ክብደት ነው, እሱም በሚለካበት ጊዜ እረፍት ላይ (እንቅስቃሴው በማይኖርበት ጊዜ) ማለትም ፍጥነቱ ዜሮ ነው.

የሰውነት አንጻራዊ ክብደት እንቅስቃሴን ከሚገልጹ ዋና ዋና መለኪያዎች ውስጥ አንዱ ነው።

የተስማሚነት መርህ

የአንስታይን አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከመጣ በኋላ ለብዙ ክፍለ ዘመናት ጥቅም ላይ የዋለ የኒውቶኒያን መካኒኮች የተወሰነ ማሻሻያ ያስፈልጋል፣ይህም ከብርሃን ፍጥነት ጋር በሚመሳሰል ፍጥነት የሚንቀሳቀሱ የማጣቀሻ ስርዓቶችን ግምት ውስጥ በማስገባት መጠቀም አይቻልም። ስለዚህ, Lorentz ትራንስፎርሜሽን በመጠቀም ሁሉንም የተለዋዋጭ እኩልታዎች መለወጥ አስፈላጊ ነበር - የአንድ አካል ወይም የነጥብ እና የሂደቱ ጊዜ መጋጠሚያዎች ላይ ለውጥ በሌለው የማጣቀሻ ፍሬሞች መካከል በሚደረግ ሽግግር። የእነዚህ ለውጦች መግለጫ በእያንዳንዱ የማይነቃነቅ የማጣቀሻ ማዕቀፍ ውስጥ ሁሉም አካላዊ ህጎች በእኩል እና በእኩልነት የሚሰሩ በመሆናቸው ነው. ስለዚህ የተፈጥሮ ህግጋት በምንም መልኩ በማጣቀሻ ፍሬም ምርጫ ላይ የተመሰረቱ አይደሉም።

ከሎሬንትዝ ትራንስፎርሜሽን፣ የአንፃራዊነት መካኒኮች ዋናው ቅንጅት ተገልጿል፣ እሱም ከላይ የተገለጸው እና ፊደል α ይባላል።

የደብዳቤ ልውውጥ መርህ ራሱ በጣም ቀላል ነው - በአንዳንድ ጉዳዮች ላይ ማንኛውም አዲስ ንድፈ ሀሳብ ተመሳሳይ ውጤቶችን ይሰጣል ይላል።ያለፈው. በተለይም በአንፃራዊነት ሜካኒኮች ውስጥ፣ ይህ የሚገለጠው ከብርሃን ፍጥነት በጣም ባነሰ ፍጥነት፣ የጥንታዊ መካኒኮች ህጎች ጥቅም ላይ በመዋላቸው ነው።

አንፃራዊ ቅንጣት

አንፃራዊ ቅንጣት ከብርሃን ፍጥነት ጋር በሚወዳደር ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ቅንጣት ነው። የእነሱ እንቅስቃሴ በልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ ይገለጻል. በብርሃን ፍጥነት በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ ብቻ ሕልውናው ሊኖር የሚችል ቅንጣቶች ቡድን እንኳን አለ - እነዚህ ያለ ጅምላ ወይም በቀላሉ ጅምላ ተብለው ይጠራሉ ፣ ምክንያቱም በእረፍት ጊዜ ብዛታቸው ዜሮ ነው ፣ ስለሆነም እነዚህ ምንም ተመሳሳይ አማራጭ የሌላቸው ልዩ ቅንጣቶች ናቸው ። -አንፃራዊ፣ ክላሲካል ሜካኒክስ።

ይህም የቀረው የአንፃራዊ ቅንጣት ብዛት ዜሮ ሊሆን ይችላል።

አንድ ቅንጣት የእንቅስቃሴ ኃይሉ በሚከተለው ቀመር ከተገለጸው ሃይል ጋር ማነጻጸር ከተቻለ አንጻራዊ (relativistic) ሊባል ይችላል።

ይህ ቀመር የሚፈለገውን የፍጥነት ሁኔታ ይወስናል።

የአንድ ቅንጣት ሃይል እንዲሁ ከእረፍት ሃይሉ የበለጠ ሊሆን ይችላል - እነዚህም አልትራሬላቲስቲክስ ይባላሉ።

የእነዚህን ቅንጣቶች እንቅስቃሴ ለመግለፅ የኳንተም ሜካኒክስ በአጠቃላይ ሁኔታ እና በኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ ለበለጠ ሰፊ መግለጫ ጥቅም ላይ ይውላል።

መልክ

ተመሳሳይ ቅንጣቶች (ሁለቱም አንጻራዊ እና አልትራሬላቲቲቭ) በተፈጥሯቸው በኮስሚክ ጨረሮች ውስጥ ይኖራሉ፣ ማለትም፣ ምንጩ ከምድር ውጭ የሆነ የኤሌክትሮማግኔቲክ ተፈጥሮ ያለው ጨረር ነው። በሰው ሰራሽ የተፈጠሩ ናቸው።በልዩ ማፍጠኛዎች ውስጥ - በእነሱ እርዳታ ብዙ ደርዘን ዓይነቶች ቅንጣቶች ተገኝተዋል ፣ እና ይህ ዝርዝር ያለማቋረጥ ይዘምናል። እንዲህ ያለው ተቋም ለምሳሌ በስዊዘርላንድ የሚገኘው ትልቅ ሃድሮን ኮሊደር ነው።

በ β-መበስበስ ወቅት ብቅ ያሉ ኤሌክትሮኖች እንዲሁ አንዳንድ ጊዜ እንደ አንጻራዊነት ለመፈረጅ በቂ ፍጥነት ላይ ሊደርሱ ይችላሉ። የኤሌክትሮን አንጻራዊ ክብደት በተጠቆሙት ቀመሮች በመጠቀም ሊገኝ ይችላል።

የጅምላ ጽንሰ-ሀሳብ

ቅዳሴ በኒውቶኒያ መካኒኮች በርካታ አስገዳጅ ንብረቶች አሉት፡

የአካላት ስበት መስህብ የሚመነጨው ከጅምላናቸው ነው ማለትም በቀጥታ የሚወሰነው በእሱ ላይ ነው።
የሰውነት ብዛት በማጣቀሻ ስርአት ምርጫ ላይ የተመሰረተ አይደለም እና ሲቀየር አይለወጥም።
የሰውነት ጉልበት (inertia) የሚለካው በጅምላ ነው።
ሰውነት ምንም አይነት ሂደቶች በሌሉበት እና በተዘጋበት ስርአት ውስጥ ከሆነ ጅምላነቱ በተግባር አይለወጥም (ከስርጭት ዝውውር በስተቀር ለጠጣር በጣም ቀርፋፋ)።
የተዋሕዶ አካል ብዛት ከየግል ክፍሎቹ በብዛት የተሠራ ነው።

የአንፃራዊነት መርሆዎች

የገሊላ አንጻራዊነት መርህ።

ይህ መርህ የተቀረፀው አንፃራዊ ላልሆኑ መካኒኮች ሲሆን በሚከተለው መልኩ ተገልጿል፡ ስርዓቶቹ እረፍት ላይ ቢሆኑም ወይም ምንም አይነት እንቅስቃሴ ቢያደርጉ በውስጣቸው ያሉት ሁሉም ሂደቶች በተመሳሳይ መንገድ ይከናወናሉ።

የአንስታይን አንጻራዊነት መርህ።

ይህ መርህ በሁለት ፖስቶች ላይ የተመሰረተ ነው፡

የጋሊልዮ አንጻራዊነት መርህበዚህ ጉዳይ ላይም ጥቅም ላይ ይውላል. ያም ማለት በማንኛውም CO ውስጥ ሁሉም የተፈጥሮ ህግጋት በተመሳሳይ መንገድ ይሰራሉ።
የብርሃን ምንጭ እና የስክሪኑ (የብርሃን ተቀባይ) ምንም ይሁን ምን የብርሃን ፍጥነት ፍፁም ሁሌም እና በሁሉም የማጣቀሻ ስርዓቶች አንድ አይነት ነው። ይህንን እውነታ ለማረጋገጥ፣ በርካታ ሙከራዎች ተካሂደዋል፣ ይህም የመጀመሪያውን ግምት ሙሉ በሙሉ አረጋግጠዋል።

ጅምላ በአንፃራዊነት እና በኒውቶኒያን መካኒኮች

ከኒውቶኒያን መካኒኮች በተለየ፣ በአንፃራዊነት ንድፈ ሃሳብ፣ ጅምላ የቁሳቁስ መጠን መለኪያ ሊሆን አይችልም። አዎን, እና አንጻራዊው ስብስብ እራሱ በተወሰነ ሰፊ መንገድ ይገለጻል, ለምሳሌ, ያለ ጅምላ ቅንጣቶች መኖርን ለማስረዳት ያስችላል. በአንፃራዊነት መካኒኮች ከጅምላ ይልቅ ለኃይል ልዩ ትኩረት ተሰጥቷል - ማለትም የትኛውንም አካል ወይም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣትን የሚወስነው ዋናው ነገር ጉልበቱ ወይም ፍጥነቱ ነው። ፍጥነቱ በሚከተለው ቀመር ሊገኝ ይችላል።

ነገር ግን የቀረው የአንድ ቅንጣት ክብደት በጣም ጠቃሚ ባህሪ ነው - ዋጋው በጣም ትንሽ እና ያልተረጋጋ ቁጥር ነው፣ስለዚህ መለኪያዎች በከፍተኛ ፍጥነት እና ትክክለኛነት ይቀርባሉ። የቀረው የአንድ ቅንጣት ኃይል የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ሊገኝ ይችላል።

ከኒውተን ንድፈ-ሐሳቦች ጋር በሚመሳሰል መልኩ፣ በገለልተኛ ሥርዓት፣ የሰውነት ብዛት ቋሚ ነው፣ ማለትም፣ በጊዜ አይለወጥም። እንዲሁም ከአንዱ CO ወደ ሌላ ሲንቀሳቀስ አይቀየርም።
በፍፁም ምንም የመሳት መለኪያ የለም።የሚንቀሳቀስ አካል።
የሚንቀሳቀስ አካል አንጻራዊ ክብደት የሚወሰነው በስበት ሃይሎች ላይ ባለው ተጽእኖ አይደለም።
የሰውነት ብዛት ዜሮ ከሆነ በብርሃን ፍጥነት መንቀሳቀስ አለበት። ንግግሩ እውነት አይደለም - ጅምላ የሌላቸው ቅንጣቶች ብቻ ሳይሆኑ የብርሃን ፍጥነት ላይ ሊደርሱ ይችላሉ።
የአንፃራዊ ቅንጣት አጠቃላይ ሃይል የሚከተለውን አገላለፅ በመጠቀም ይቻላል፡

የጅምላ ተፈጥሮ

በሳይንስ እስከተወሰነ ጊዜ ድረስ የማንኛውም ቅንጣት ብዛት በኤሌክትሮማግኔቲክ ተፈጥሮ ምክንያት እንደሆነ ይታመን ነበር አሁን ግን በዚህ መንገድ ትንሽ ክፍልን ብቻ ማብራራት እንደሚቻል ይታወቃል - ዋናው። አስተዋፅዖ የሚደረገው ከ gluons በሚነሱ ጠንካራ መስተጋብር ተፈጥሮ ነው. ነገር ግን፣ ይህ ዘዴ የአስራ ሁለት ቅንጣቶችን ብዛት ማብራራት አይችልም፣ ምንነታቸው ገና አልተገለጸም።

አንፃራዊ የጅምላ ጭማሪ

ከላይ የተገለጹት የሁሉም ንድፈ ሃሳቦች እና ህጎች ውጤት በትክክል ለመረዳት በሚያስደንቅ ሂደት ሊገለጽ ይችላል። በማንኛውም ፍጥነት አንዱ አካል ከሌላው ጋር አንጻራዊ የሚንቀሳቀስ ከሆነ፣ የእሱ መመዘኛዎች እና የውስጡ አካላት መለኪያዎች፣ ዋናው አካል ስርዓት ከሆነ ይለወጣሉ። እርግጥ ነው፣ በዝቅተኛ ፍጥነት፣ ይህ በተግባር የሚታይ አይሆንም፣ ነገር ግን ይህ ተፅዕኖ አሁንም ይኖራል።

አንድ ቀላል ምሳሌ ሊሰጥ ይችላል - ሌላው በሰአት 60 ኪሎ ሜትር በሚጓዝ ባቡር ውስጥ ጊዜ እያለቀ ነው። ከዚያ በሚከተለው ቀመር መሰረት የመለኪያ ለውጥ ቅንጅት ይሰላል።