De Relativiteit - Deel II
Zondag 14 oktober 2007Om inzicht te krijgen in de essentie in het Klein Relativiteit we een van de meest fascinerende elementen van de natuur: het licht.
Waarom verplaatsen van auto's in de race "voor" op een snelweg in het licht?
Omdat het licht, vooral zichtbaar zijn, heeft een belangrijke rol gespeeld in de "ontdekking" van Restricted Relativiteit en heeft ook geleid de fysica van late XIX op de rand van een diepe crisis.
Wij moeten niet per se geïnteresseerd in het licht, als zichtbaar licht, maar van de buitengewone verschijnsel dat het elektromagnetische veld.
Wat is, om te beginnen met het woord kamp?
De Field
Het concept van het gebied is van cruciaal belang voor de uitleg en inzicht van de vele verschijnselen. De invoering ervan is de intuïtie van de grote natuurkundige Michael Faraday. Om te proberen om een gebied als voorbeeld nemen we onze planeet Aarde. Wanneer we spreken van zwaartekrachtconstante gebied, bijvoorbeeld: de regio rond onze planeet, dat heeft de eigenschappen van een massa naar het midden van de Aarde. Het kamp, dus ook in een vacuüm en is het resultaat van de aanwezigheid van iets.
Een magneet, net als een gewone magneet, bijvoorbeeld, genereert wat is bedoeld als magnetische veld rond de regio van de ruimte om hem heen.
Een elektrische lading ontstaat een punt, rond de streek van de ruimte rond, wat wordt aangeduid als Camp Electric.
Wat is dan een elektromagnetisch veld?
Het heet het elektromagnetische veld (of elektromagnetische straling), de combinatie van een elektrisch veld en magnetisch veld. Wat we weten te ontdekken, onder andere, is dat een magnetisch veld is nauw gekoppeld aan een elektrisch veld, en vice versa. In de bijzondere omstandigheden van elk produceert de andere. Twee kanten van dezelfde medaille woorden. De verrassing, vervolgens kwam toen werd ontdekt dat de variatie van een elektrisch veld met een magnetische veld (elektromagnetische veld) geproduceerde golven, als bij toeval, waren op reis in een vacuüm op de snelheid van het licht c (299.792.458 m / s).
In de praktijk bleek dat het zichtbare licht slechts een - met name - elektromagnetische golf. Het fascinerende is dat de radio golven, bijvoorbeeld, zijn ook elektromagnetische golven. We zien niet de ether alleen omdat ze een frequentie (of golflengte) afwijkt van het zichtbare licht en dus niet door onze visuele zintuigen, de ogen, maar in wezen de ether (die heeft een golflengte tussen 1 meter en 1 km) en het licht van een kaars is precies hetzelfde!
De warmte gemaakt van een warm lichaam, bijvoorbeeld, is ook een elektromagnetische golf: het infrarood. We kunnen niet zien met blote ogen (onze ogen waarnemen met golflengten tussen 400 nano-meter en 700 nano-meter, zijn er hulpmiddelen, medische en militaire die kunnen "zien" de infrarood), maar we waarnemen als "het gevoel van de hitte."
We zagen in het eerste deel van het bericht dat het concept van de relativiteitstheorie, zin "galileano" of "newtons", zegt in wezen dat je niet kunt onderscheiden van een uniforme rechtlijnige beweging van een toestand van vrede. Met andere woorden, je zou kunnen doen vermoeden, de toestand van rust is een "bijzondere of speciale uniforme rechtlijnige beweging!
Deze eenvoudige en onschadelijk verklaring echter gepaard met een aantal belangrijke gevolgen: eerst en vooral het resultaat van een experiment uitgevoerd in een toestand van vrede moet dezelfde zijn als die in uniform rechtlijnige beweging, anders zou het in strijd met het beginsel van Relativiteit!
Waarom willen we niet in tegenspraak met het beginsel van Relativiteit?
Omdat we weten dat het onmogelijk is om een inertiële systeem (dwz een coördinatenstelsel of verwijzing systeem, zoals onze kamer) dat is bevoorrecht ten opzichte van anderen (zie de oude systemen en absolute beweging van Newton). Bovendien zijn wij ons in ondergedompeld in relatieve beweging tussen hen en de hele natuurkunde die wij kennen zou verdampen in een flits. De planeet Aarde, bijvoorbeeld reist een baan rond de Zon Samen met de Aarde en andere planeten dichter bij ons (zoals Mars, Venus, etc ...) maken het Zonnestelsel, gelegen op een van onze kantoren spiraalvormige sterrenstelsel, de Melkweg, die draait en beweegt ook! Dit spel blijft de pop, die een vergeefse zoektocht naar een woning: Vastgoedaankondigingen vervolgens vergeleken met wat? (Zie Animatie: Van de Aarde naar de Melkweg).
Het is dus duidelijk dat het van essentieel belang is op de veronderstelling dat de toestand van de beweging (zelfs indien en rechte) heeft geen invloed op de testresultaten, anders is er natuurlijk voor elke verwijzing systeem dat rekening is gehouden.
Echter, er was een tijd dat het beginsel van Relativiteit leek tegengesproken. De tragedie leek met de ontdekking van elektrische en magnetische verschijnselen. In tegenstelling tot mechanische verschijnselen, zoals onze auto's, elektrische en magnetische verschijnselen lijken te reageren op verschillende en mysterieuze wetten die in de praktijk minavano het beginsel van Relativiteit.
We zullen nu in een prachtige en fascinerende wereld. We kunnen contact met de oppervlakte van een oceaan nog niet volledig begrepen, en begrepen onze beperkte zintuigen.
Het begrijpen van de "mysterieuze" eigenschappen van lichtgolven en elektromagnetische golf vanaf eenvoudiger en meer vertrouwd: het geluid. We weten allemaal dat het geluid een golf (of pertubazione) dat zich voortplant in de snelheid van 331,5 m / s. Een kenmerk van de golven, in het algemeen, is dat ze bestaan niet op zichzelf. Op het einde we altijd associëren met een ronde helft. De golven van de zee, bijvoorbeeld, zijn de verstoringen die verspreid in het water, zodat de geluidsgolven worden de verstoringen die zich via de lucht. Iedereen weet bijvoorbeeld dat het plaatsen van een alarm in een glas geval waar het product is leeg, dat is uitgeschakeld, wordt de lucht, het geluid van het alarm zal niet langer worden gehoord waaruit blijkt dat de middelen voor het wegwerken transmissie van geluidsgolven staken hun transmissie. Maar ondanks onze alarm is in een vacuüm, we blijven het zien! Dit vertelt ons, geen enkele twijfel, dat het licht geen lucht voor de verspreiding ervan, zoals in het uitgestrekte lege ruimte sterrentijd. Het licht van sterren verst van ons vandaan, in feite hebben we met de hele "vrede", met miljoenen en miljoenen kilometers.
Wat vervolgens de middelen die de elektromagnetische golven?
In die tijd een oplossing te vinden voor het mysterie, introduceerden we de 'ether (de ether luminifero te licht), het medium waarin de elektromagnetische golven, en dus het licht zich verspreidt. De ether werd opgericht gezonde plant te verklaren het bestaan van alle elektrische en magnetische verschijnselen. Maar het was echt nieuwsgierig functies: doordringt alle dingen, niet kon worden gevonden, was aanwezig in het absolute vacuüm van de ruimte, moest worden zeer moeilijk uit te leggen van de kenmerken van de lichtgolven-snijden, enz ... Het was een "goddelijke", gebouwd met het enige doel van uitleggen "waar" de lichtgolven propageren.
De invoering was echter een echte ramp. De fysica geslaagd voor een periode van echte en diepgaande crisissituatie. Laten we eens kijken waarom ...
Stelt u terechtkomen in een kamer in uniform rechtlijnige beweging en de glazen wanden, zodat alles wat er gebeurt is zichtbaar aan een externe waarnemer. In het systeem van verwijzing van de ruimte in beweging, dat is voor ons dat we met de kamer en de lucht in, de snelheid van het geluid is hetzelfde in alle richtingen! De lucht, in feite, is verplaatst naar de kamer, maar vanuit ons oogpunt is het bedrijf, net alsof we allemaal in een ruimte van een appartement.
Externe Un'osservatore zeggen dat zijn referentiepunt (hij ziet de kamer - met ons en in de lucht - om in uniform rechtlijnige beweging) de snelheid van het geluid is niet hetzelfde in alle richtingen. Het is meer in de richting van de beweging en minder ruimte in de tegenovergestelde richting.
Deze conclusies zijn getrokken uit de klassieke transformatie, dezelfde als voor auto's op de snelweg. De kamer op de beweging "slepen" met waar de lucht, de helft materiaal via welke geluiden worden gekweekt. Om deze reden, de snelheid is verschillend voor de twee waarnemers. Zoals Einstein schreef hetzelfde:
De beste manier, maar niet de gemakkelijkste, niet te horen dat het woord van iemand weg met overschrijding van de snelheid van het geluid ten opzichte van de lucht rond de luidspreker. In dat geval worden de geluidsgolven die zij produceren, zullen niet langer invloed hebben op onze oren. Aan de andere kant, als we het gebeuren niet te horen een belangrijk woord dat een spreker nooit meer kans om te zeggen, we moeten rijden met een snelheid van de geluidsgolven bereiken sonara vliegen en te horen, zodat dit woord .
Als de geluidsgolven u verwarrend is hier hetzelfde gespeeld door een man op een trein, bekendste voorbeeld. Stel je voor een trein (transparant) beweegt naar rechts met een man in het midden van een vervoerovereenkomst.
Voor de man in de trein, de twee snelheden V A en V B zijn hetzelfde! Wandelen met constante (die van rechts naar links) dat hij zal bereiken in twee finiestrini dezelfde tijd, wanneer het in de trein "onderneming", en wanneer de trein zich op het recht of op de overgang naar de linkerkant. In het referentie-systeem op de trein van de afstand die ze scheidt van de twee ramen zijn precies hetzelfde.
Voor ons zien we de scène van het station, daarna in de solidariteit met de grond of, beter nog, met de sporen, de dingen zijn niet altijd zoals beschreven door de trein. Sappaimo feit dat, indien de trein is op weg naar de juiste V-speed train sleepten de man met dezelfde trein (in de lucht sleepten de geluidsgolven) en vervolgens zijn "wandeling" is voor ons in de richting van een toegenomen trein in beweging, net zoals het is "verhoogd" de snelheid van geluidsgolven in het vorige voorbeeld. Omgekeerd, wanneer de man beweegt naar links, om dezelfde reden acht een afname van het 'lopen' altijd proporziaonale snelheid trein - in vergelijking met ons - dat "slepen" de man. De twee voorbeelden zijn dus volledig gelijkwaardig indien niet identiek. Veranderen van alleen de "actoren", kies dan de meest zichtbare en begrijpelijke (voor het bewijs naar het treinstation in uw stad en kijken naar de treinen die aankomen of vertrekken, in het bijzonder met aandacht voor passagiers die kan worden gezien binnen, er is geen zonde wagen lenzen).
In plaats daarvan proberen we nu om de geluidsgolven met lichtgolven, in de veronderstelling dat deze lichtgolven, vergelijkbaar met het geluid, verspreid en niet in leeftijd. Op het moment dat het werd meteen duidelijk dat de ether en werd gesleurd weg uit het lichaam in beweging is (zoals het was op de lucht in onze kleine kamer in het voorbeeld hierboven) of doordringt alles wat wordt gedaan aan goederen (voor nu de mogelijkheid uit te sluiten van een derde gedeeltelijke slepen).
Als er geen twijfel over het beginsel van de relativiteit in een Galileano en denken dat de ether wordt meegesleurd naar onze kamer, de analogie tussen de geluidsgolven en lichte golven wordt onmiddellijk, waarbij bleek dat een externe waarnemer moet het meten van de snelheid van het licht verschillend ten opzichte van de richting van de beweging van de kamer, precies zoals gebeurde met lichtgolven.
Echter, deze hypothese in tegenspraak met alle waarnemingen en experimenten gedaan in decennia, waaruit blijkt dat de snelheid van het licht is altijd hetzelfde in alle referentie systemen, ongeacht of de bron wordt het verplaatsen of niet!
Het kan dus zijn dat de ether niet gesleept uit de zaal in beweging, om zo uit te leggen het probleem?
[... De follow-on Relativiteit - Deel III]
