इस सापेक्षता - भाग द्वितीय
रविवार 14 अक्टूबर 2007- सापेक्षता - भाग
- इस सापेक्षता - भाग द्वितीय
इस प्रतिबंधित में सापेक्षता हम एक प्रकृति का सबसे आकर्षक तत्वों की: प्रकाश परिचय अपनी सार समझने के लिए.
रोशनी में एक राजमार्ग पर की दौड़ में कारों से क्यों चाल ""?
क्योंकि प्रकाश, विशेष रूप से दिखाई, प्रतिबंधित सापेक्षता की 'खोज' में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है भी एक गहरे संकट के कगार पर देर XIX के भौतिकी का नेतृत्व किया गया है.
निश्चित रूप से हम जरूरी रोशनी में, दृश्य प्रकाश के रूप में है, लेकिन यह है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कहा जाता है कि असाधारण घटना की कोई दिलचस्पी नहीं चाहिए.
है, इस शब्द के साथ क्या शिविर शुरू करने के लिए?
इस फील्ड
क्षेत्र की अवधारणा के विवरण और कई घटनाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण था. इसकी शुरूआत महान भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे का आभास हो जाता है. हम अपने ग्रह पृथ्वी ले एक उदाहरण के रूप में एक क्षेत्र को देखने की कोशिश करने के लिए. जब हम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की बात करते हैं, उदाहरण के लिए, कि पृथ्वी के केन्द्र की ओर तेजी जनता की संपत्ति है कि चारों ओर हमारे ग्रह के क्षेत्र अभिप्रेत है. इस शिविर इसलिए भी एक शून्य में मौजूद है और कुछ की उपस्थिति का नतीजा है.
एक चुंबक, एक सरल चुंबक की तरह हैं, उदाहरण के लिए, क्या करने के लिए उसके पास अंतरिक्ष के क्षेत्र में चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र के रूप में संदर्भित किया जाता है उत्पन्न.
एक बिजली शुल्क, अंतरिक्ष के क्षेत्र में है कि चारों ओर है, क्या करने के लिए शिविर इलेक्ट्रिक के रूप में संदर्भित किया जाता है लगभग एक बिंदु बनाता है.
क्या, फिर, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र?
यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (या विद्युत चुम्बकीय विकिरण) एक विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र का संयोजन कहते हैं. क्या हम को खोजने के लिए प्रबंधन, अन्य बातों के बीच में है कि एक चुंबकीय क्षेत्र निकट एक बिजली के क्षेत्र में है, और इसके विपरीत बंधा है. हर दूसरे उत्पादन के विशेष परिस्थितियों में. शब्दों को एक ही सिक्के के दो पहलू. यह आश्चर्यजनक है, तब, जब यह पता चला था कि एक चुंबकीय क्षेत्र (विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र) तरंगों का उत्पादन किया है, जैसे कि द्वारा मौका है, एक शून्य में प्रकाश ग (299.792.458 मी की गति / में यात्रा कर रहे थे के साथ एक बिजली क्षेत्र के भिन्नरूप ओं).
अभ्यास में दिखाई प्रकाश केवल एक - खासकर - विद्युत चुम्बकीय तरंग था कि साबित कर दिया. यह दिलचस्प बात यह है कि रेडियो तरंगों, उदाहरण के लिए, यह भी विद्युत चुंबकीय तरंगों हो रहा है. हम केवल क्योंकि वे एक आवृत्ति (या) के दृश्य प्रकाश से भिन्न है और इसलिए हमारी दृश्य होश, आँखों से देखा नहीं है, लेकिन सार में airwaves के बीच एक तरंगदैर्य (जो है तरंगदैर्य है airwaves नहीं देखता 1 मीटर तथा 1 किमी) और एक मोमबत्ती के प्रकाश बिल्कुल एक ही बात है!
गर्मी एक गर्म शरीर से किया, उदाहरण के लिए, यह भी एक विद्युत चुम्बकीय तरंग: क्या अवरक्त है. हम नग्न आँखों से (हमारी आँखों नैनो-400 मीटर और 700 मीटर के बीच नैनो-तरंगदैर्य अनुभव नहीं देख सकता है, वहाँ उपकरण, चिकित्सा और कहा कि "" इस अवरक्त देख सकते सैन्य) पर हम अनुभव कर रहे हैं "के रूप में गर्मी महसूस हो."
हम इस पोस्ट के पहले हिस्से में कहा कि सापेक्षता की अवधारणा, "galileano" या अर्थ "न्यूटोनियन", सार में है कि तुम शांति के एक राज्य से एक वर्दी सीधा गति भेद नहीं कर सकते हैं कहते हैं देखा था. दूसरे शब्दों में, तुम, सुझाव है कि कर सकते हैं कि शांति का राज्य एक "या विशेष वर्दी सीधा गति खास है!
यह सरल और हानिरहित बयान हालांकि इसके साथ कुछ महत्वपूर्ण परिणाम: यदि वर्दी सीधा गति में है, अन्यथा यह सापेक्षता के सिद्धांत का विरोध प्रदर्शन किया जाएगा और सबसे किसी भी प्रयोग शांति के एक राज्य में आयोजित का नतीजा पहले ही होना चाहिए लाता है!
हम क्यों सापेक्षता के सिद्धांत का खंडन नहीं करना चाहती?
क्योंकि हम जानते हैं कि यह एक inertial प्रणाली लगाना नामुमकिन है (एक सिस्टम या संदर्भ प्रणाली समन्वय, हमारे कमरे के रूप में) है कि दूसरों की तुलना में विशेषाधिकार प्राप्त है () के पुराने सिस्टम और न्यूटन के पूर्ण गति देख अर्थात्. इसके अलावा हम प्रणालियों में उन्हें और है कि हम एक फ्लैश में लुप्त हो जाना जाएगा पता पूरे भौतिकी के बीच रिश्तेदार गति में खुद को विसर्जित. यह ग्रह पृथ्वी, उदाहरण के लिए, पृथ्वी और अन्य ग्रहों के पास हमारे लिए मंगल, शुक्र, आदि ... () की तरह एक साथ के साथ सौर प्रणाली, एक हमारी शाखाओं पर स्थित बना सूर्य के चारों ओर एक कक्षा यात्रा सर्पिल आकाशगंगा, इस आकाशगंगा, जो rotates और भी चाल! यह खेल है, एक संपत्ति के लिए एक व्यर्थ खोज: रियल एस्टेट तब की तुलना में बनाने की गुड़िया जारी है क्या? (एनिमेशन देखें: पृथ्वी की आकाशगंगा करने के लिए) से.
यह इसलिए है कि यह धारणा है कि प्रस्ताव की स्थिति (यदि भी और सीधे) परीक्षण के परिणाम को प्रभावित नहीं करता है पर आवश्यक है, अन्यथा वहाँ एक है कि ध्यान में लेता है कोई संदर्भ प्रणाली के लिए स्वाभाविक है स्पष्ट है.
हालांकि, वहाँ एक समय था जब सिद्धांत सापेक्षता का खण्डन किया लग रहा था. इस त्रासदी और विद्युत चुंबकीय घटना की खोज के साथ दिखाई दिया. हमारे कारों, विद्युत और चुंबकीय घटना जैसे यांत्रिक घटना, के विपरीत अलग और रहस्यमय कानून का जवाब करने के लिए लगता है कि अभ्यास minavano के सापेक्षता के सिद्धांत में.
एक शानदार और आकर्षक दुनिया हम अब में. हम अभी तक एक समुद्र की सतह को छू सकता है पूरी तरह समझा नहीं है और हमारे सीमित होश में सिकुड़ाया.
प्रकाश तरंगों और विद्युत चुम्बकीय तरंग से शुरू की "" रहस्यमय गुणों को समझने के लिए और अधिक परिचित: आवाज़ सरल. हम सब यह है कि ध्वनि जो 331.5 मीटर की गति / एस में फैलती एक लहर (या गड़बड़ी), है सामान्य में लहरों की एक विशेषता, कि वे अपने आप में कोई अस्तित्व नहीं है. अंत में हम हमेशा एक लहर के साथ आधा सहयोगी. समुद्र की लहरें, उदाहरण के लिए, गड़बड़ी कर रहे हैं कि पानी में ध्वनि तरंगों गड़बड़ी फैला रहे हैं, ताकि हवा प्रसार के माध्यम से. हर कोई, उदाहरण के लिए, कि एक गिलास मामले अंदर है कि हवा का सफाया कर दिया गया है एक अलार्म, जहां उत्पाद खाली है, डाल, अलार्म की आवाज अब संकेत सुना होगा जानता है कि नष्ट करने का अर्थ है ध्वनि तरंगों के प्रसारण उनके प्रसारण बंद. लेकिन, हमारी चेतावनी के बावजूद एक निर्वात में है, हम इसे देखने के लिए जारी! यह, कोई संदेह नहीं है, यह है कि प्रकाश इसके प्रसार के लिए खाली जगह नाक्षत्र के expanses के रूप में हवा की जरूरत नहीं है हमें बताती है. वास्तव में हम से सितारों की रोशनी सब से अधिक दूर, हम पूरी "शांति" के साथ, लाखों और मील का लाखों लेने पहुंचे.
क्या यह है कि विद्युत चुंबकीय तरंगों वहन माध्यम है?
इस समय, हम प्रकाश के लिए) ने 'ईथर (का ईथर luminifero शुरू रहस्य का हल खोजने के लिए है, जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों में, और इस प्रकार प्रकाश फैल रहा है माध्यम. यह ईथर सभी विद्युत और चुंबकीय घटना के अस्तित्व को समझाने के लिए स्वस्थ संयंत्र बनाया गया था. बहुत रोशनी लहर की विशेषताओं-काटने, आदि समझाना मुश्किल हो लेकिन, यह सच में उत्सुक था विशेषताएं:, पाया नहीं जा सका, अंतरिक्ष के निरपेक्ष शून्य में मौजूद थे, हर चीज़ pervades था ... यह एक "दिव्य", के साथ बनाया गया था "कहाँ" प्रकाश तरंगों प्रचार समझाने का एकमात्र उद्देश्य.
इसके परिचय, हालांकि, एक असली आपदा था. भौतिकी सच और गहरे संकट की अवधि बीत. क्यों देखते हैं ...
वर्दी सीधा गति में एक कमरे में खत्म होने वाली है और शीशे की दीवार है, तो ऐसा होता है कि सब कुछ एक बाहरी पर्यवेक्षक को दिखाई है सोचो. प्रस्ताव में कमरे के संदर्भ में कहा कि हमारे लिए है कि हम कमरे और हवा के साथ में निहित कदम है प्रणाली, में, ध्वनि की गति को सभी दिशाओं में एक ही है! हवा, वास्तव में, इस कमरे के साथ, ले जाया जाता है, लेकिन देखने से फर्म है हमारी बात से, जैसा कि अगर हम सब एक अपार्टमेंट के एक कमरे में थे.
विदेश Un'osservatore कि संदर्भ की अपनी बात से (वह कमरे - हमारे साथ और हवा को देखता है - वर्दी सीधा प्रस्ताव में) ध्वनि की गति को स्थानांतरित करने के लिए कहने को सभी दिशाओं में एक ही नहीं है. यह गति की दिशा और विपरीत दिशा में कम कमरे में अधिक है.
ये निष्कर्ष क्लासिक परिवर्तन से आकर्षित होते हैं, जो कारों के लिए राजमार्ग पर जैसे ही. जिसके माध्यम से आवाज़ में प्रचारित कर रहे हैं अगर हवा, आधा माल के साथ इस कदम "खींचें" पर कमरा. इस कारण से, इस गति को दो प्रेक्षकों के लिए अलग है. आइंस्टीन के रूप में एक ही लिखा है:
का सबसे अच्छा तरीका है, यद्यपि नहीं, आसान नहीं किसी का वचन सुनने के लिए दूर ध्वनि, हवा के अध्यक्ष आसपास के रिश्तेदार की गति से अधिक के साथ पाने के लिए है. उस मामले में, वे अब हमारे कानों को प्रभावित करेगा उपज की ध्वनि तरंगों. दूसरी तरफ, अगर हम नहीं होता, हम ध्वनि तरंगों की गति के साथ बढ़ना चाहिए गति में और sonara पहुँचना इतना सुनने के लिए एक महत्वपूर्ण बात है कि एक वक्ता कभी नहीं और अधिक अवसर कहना था सुनने के लिए है कि यह शब्द .
अगर ध्वनि तरंगों तुम यहाँ भ्रमित कर रहे हैं एक ही बात है एक आदमी द्वारा सबसे उदाहरण ज्ञात एक ट्रेन पर खेला जाता है. एक ट्रेन कल्पना () को सही करने के लिए एक गाड़ी के बीच में एक आदमी के साथ चल पारदर्शी.
ट्रेन के अंदर के आदमी के लिए, दो गति वी एक और वी बी वही हैं! निरंतर (जो बचा) वह, दोनों जब रेलगाड़ी "फर्म" है, और एक ही समय में दो finiestrini पहुँच जाएगा जब रेलगाड़ी सही या छोड़ दिया करने के लिए इस कदम पर चल रही है करने के लिए सही है साथ चलना. कहा कि दोनों खिड़कियों से अलग दूरी की ट्रेन पर संदर्भ प्रणाली में वही कर रहे हैं.
हमारे लिए हम है, तो एकता में जमीन के साथ या स्टेशन से इस दृश्य को देख, बेहतर अभी भी, तो पटरियों के साथ, चीज़ें नहीं हमेशा की तरह ट्रेन द्वारा वर्णित हैं. Sappaimo दरअसल अगर ट्रेन सही वी की ओर बढ़ रही है स्पीड ट्रेन है कि एक ही ट्रेन के साथ आदमी घसीटा (हवा में) और फिर उसकी "" चलना हमारे लिए की दिशा में है कि ध्वनि तरंगों को घसीटा बढ़ा ट्रेन प्रस्ताव में, बस के रूप में है "" वृद्धि हुई और यह पिछले उदाहरण में ध्वनि तरंगों की गति. इसके विपरीत, जब छोड़ दिया करने के लिए आदमी चालें, एक ही कारण के लिए "चल" हमेशा proporziaonale स्पीड ट्रेन की कमी का पालन - हमें की तुलना - कि "" इस आदमी को खींचें. यदि समान नहीं यह दो उदाहरण हैं, इसलिए पूरी तरह से बराबर हैं. "केवल" अभिनेताओं बदलना है, तो सबसे ज्यादा दिखाई और समझने सबूत (के लिए अपने शहर में रेलवे स्टेशन के पास जाओ और गाड़ियों कि आने या रवाना, जो अंदर देखा जा सकता है यात्रियों को ध्यान विशेष रूप से नजर चुनते हैं, वहाँ कोई पाप नहीं है वैगन लेंस).
इसके बजाय हम अभी प्रकाश तरंगों के साथ ध्वनि तरंगों को बदलने के लिए, इस धारणा है कि ये प्रकाश तरंगों, आवाज़ के लिए, बजाय में उम्र प्रसार पर इसी तरह की कोशिश करो. यह तुरंत स्पष्ट था उस समय यह है कि आकाश और दूर गति में शरीर से घसीटा गया था (जैसे उसे हवा में ऊपर के उदाहरण में हमारे छोटे से कमरे में था) या हर बात संपत्ति को अब (के लिए एक तिहाई की संभावना से इनकार किया जा रहा pervades आंशिक खींचें).
यदि एक Galileano में सापेक्षता के सिद्धांत पर कोई शक नहीं है और यह है कि आकाश हमारे कमरे में साथ में घसीटा है कल्पना है, ध्वनि तरंगों और प्रकाश तरंगों के बीच के सादृश्य, दे तुरंत हो जाता है कि एक बाहर पर्यवेक्षक प्रकाश की गति मापने चाहिए दिखाया कमरे के आंदोलन की दिशा के संबंध में है, वैसा ही प्रकाश तरंगों से अलग हुआ.
हालांकि, इस परिकल्पना सभी टिप्पणियों और प्रयोगों के दशकों में किया है, जो कि प्रकाश की गति हमेशा सभी संदर्भ प्रणालियों में एक ही है, कि स्रोत या नहीं बढ़ रहा है दिखाने contradicts!
यह इसलिए कि व्योम गति में कमरे से है, इसलिए इस समस्या के रूप में समझाने की घसीटा नहीं है हो सकता है?
[... यह अनुवर्ती सापेक्षता पर - भाग III]
