Den relativitetsteorien - Del II
Søndag 14 oktober 2007Til å forstå sin essens i Begrenset Forholdet vi må innføre et av de mest fascinerende i naturen: i lyset.
Hvorfor flytte fra biler i rase "på" en motorvei på lyset?
Hvorfor lys, særlig synlige, og har spilte en viktig rolle i "oppdagelsen" av Forholdet Begrenset og har også ledet fysikk for sent nittende århundre på randen av en krise.
I sannhet skal vi ikke nødvendigvis interesse av lyset, som synlig lys, men det ekstraordinære fenomen som kalles det elektromagnetiske feltet.
Hva er, til å begynne med ordet leir?
Field
Begrepet Campo var avgjørende for forklaring og forståelse av mange fenomener. Introduksjonen du trenger å Intuisjon av de store fysiker Michael Faraday. For å prøve å vise et felt som et eksempel tar vi planeten vår jorden. Når vi snakker om gravitasjonsfelt, for eksempel, betyr at regionen som omgir planeten vår som har den egenskapen til å akselerere massene mot sentrum av jorden. Leiren, og derfor også finnes i et vakuum, og er et resultat av tilstedeværelsen av noe.
En magnet som en enkel magnet, for eksempel, genererer det som er referert til som magnetiske felt rundt om i regionen med plass rundt seg.
En elektrisk belaste genererer punkt, rundt om i regionen i rommet som omgir det som er referert til som Camp Electric.
Hva da, en elektromagnetisk felt?
Kalles elektromagnetiske felt (eller elektromagnetisk stråling) er kombinasjonen av et elektrisk felt og magnetiske felt. Hva vi greid å oppdage, blant annet, er at et magnetfelt er nært knyttet til et elektrisk felt, og omvendt. I spesielle tilfeller av hver produserer den andre. To sider av samme sak ord. Den overraskelse, da, kom da det ble oppdaget at den varianten av et elektrisk felt sammen med et magnetisk felt (elektromagnetiske felt) produsert bølger, som om ved en tilfeldighet, var på reise i et vakuum med lysets hastighet c (299.792.458 m / s).
Faktisk er vi viste at synlig lys var men ett - særlig - en elektromagnetisk bølge. Den fascinerende ting er at radiobølger, for eksempel, er også elektromagnetiske bølger. Vi kan ikke se radiobølger bare fordi de har en frekvens (eller bølgelengde) enn synlig lys og dermed ikke oppfattes av vår visuelle sansene, øyne, men i hovedsak i eteren (med en bølgelengde mellom 1 meter og 1 kilometer) og lys en stearinlys er nøyaktig det samme!
Varmen utstedt av en varm kropp, for eksempel, er også en bølge elektromagnetiske: infrarød. Vi kan ikke se med blotte øyne (våre øyne oppfatter bølgjelengdene mellom 400 nano-meter og 700 nano-meter, men det finnes verktøy for medisinsk og militære som kan "se" den infrarøde), men vi oppfatter som "følelsen av varme."
Vi så i første del av dette innlegget at begrepet relativitet, i betydningen "hjerne" eller "Newtonian, sier i hovedsak at du ikke kan skille en ensartet rectilinear gang av en tilstand av stillhet. Med andre ord, kan du foreslå, den for inaktiv tilstand er et "særlig eller spesielle ensartede rectilinear bevegelse!
Denne enkle og harmløse utsagn, men fører med seg noen viktige konsekvenser: først og fremst et resultat av ethvert forsøk utført i en tilstand av fred, må være det samme hvis utført i uniform rectilinear bevegelse, ellers ville det strider mot prinsippet om relativitet!
Hvorfor vi ikke vil strider mot prinsippet om Forholdet?
Fordi vi vet at det er umulig å finne en treghet i systemet (dvs. et koordinatsystem eller referanse system, som vår room) som er privilegert i forhold til andre (se den gamle bevegelser og systemer absolutt Newton). I tillegg har vi befinner oss i systemene i relative bevegelsen mellom dem og hele fysikk vi vet forsvinne på et øyeblikk. Planeten jorden, for eksempel, reiser en bane rundt solen. Sammen med jorden og andre planeter tettere til oss (som Mars, Venus, osv. ...) utgjør vårt solsystem, ligger på en av våre armer en spiral GALAXY, den Melkeveien, som roterer og beveger seg også! Dette spillet fortsetter dukke, og gjorde forgjeves søke på en eiendom: Eiendomsmegling deretter sammenlignet med hva? (Se animasjon: fra jorden til Melkeveien).
Det er derfor klart at det er avgjørende på antagelsen om at staten (enten enhetlig og rett) ikke påvirker resultatene av eksperimenter, ellers er det naturlig for enhver referanse system som tar hensyn til.
Det var en tid da Prinsipp for Forholdet syntes motsagt. Tragedien er manifestert med oppdagelsen av elektriske og magnetiske fenomener. I motsetning til mekaniske fenomener, slik som våre biler, elektriske og magnetiske fenomener syntes å svare på varierte og mystisk lover i praksis, minavano prinsippet om Forholdet.
Nå angir en verden fantastiske og fascinerende. Vi kunne ta på overflaten av et hav ennå ikke helt forstått og forstått våre begrensede sanser.
For å forstå den "mystiske" egenskaper av lys og elektromagnetiske bølger fra en bølge start og enklere Familie: lyden. Vi vet alle at lyden er en bølge (eller pertubazione) som sprer seg i med en hastighet på 331,5 m / s. En funksjon av bølger, generelt, er at de ikke eksisterer i seg selv. I siste instans vi alltid forbinder med en bølge halvdel. Bølgene på havet, for eksempel, er pertubazioni som sprer seg i vann, slik at lydbølger er pertubazioni som spres i luften. Det er kjent for alle, for eksempel, som plasserer en alarm inne i en bjelle krukke der det har produsert vakuum, som har blitt eliminert i lufta, lyden av alarmen vil ikke lenger være hørselen en demonstrasjon som eliminere hjelp av transport av lydbølger opphøre sin overføring. Men til tross for vår alarm er i et vakuum, vi fortsetter å se den! Dette viser oss tydelig at lyset ikke krever luft for sine forplantning, som i det tomme expanses av Siderisk plass. Lys av stjerner fra langt flung oss, faktisk, vi kommer med "fred", langs millioner miles.
Hva så betyr frakte elektromagnetiske bølger?
På den tid å finne en løsning på mysteriet, vi innførte "Eter (den Eter luminifero for lys), medium som elektromagnetiske bølger, og dermed lyset sprer seg. Den Eter ble opprettet lyd plan for å forklare eksistensen av alle de elektriske og magnetiske fenomener. Men det var veldig nysgjerrige funksjoner: pervades alt, kunne ikke bli funnet, var til stede i det absolutte vakuum i verdensrommet, ville bli svært vanskelig å forklare egenskapene i lys bølge-skjærende, osv. ... Kort sagt, representert en "guddommelig", bygget med det formål å forklare "hvor" lys bølger forplante.
Introduksjonen var imidlertid en skikkelig katastrofe. Den fysiske gått en periode på sann og dyp krise. La oss se hvorfor ...
Forestill deg å være i et rom i uniform rectilinear bevegelse og med vegger av glass, slik at alt som skjer er synlig for en utenforstående observatør. I system med referanse rommet i bevegelse, som for oss at vi flytter med rom el'aria i den, hastigheten på lyden er den samme i alle retninger! Luften, er det flyttet sammen i rommet, men fra vårt ståsted er det tett, akkurat som om vi var i alle rom i en leilighet.
La meg si det utenfor sitt referansesystem (han ser rom - med oss og til luft - flytt rectlinear ensartet bevegelse) hastigheten på lyden er ikke den samme i alle retninger. Det er mer i retning av bevegelse og mindre plass i motsatt retning.
Disse konklusjonene er trukket fra klassisk transformasjon, det samme som brukes for biler på motorveien. Rommet er på farten "dra" hvis luften med det fysiske mediet som lyder forplante. Av denne grunn, og hastigheten er forskjellig for de to observatører. Som Einstein skrev den samme:
Den beste måten, selv om ikke det enkleste, ikke høre ordet av noen er borte i hastigheter som overstiger det som lyd, i forhold til den luften som omgir høyttaler. I dette tilfellet lydbølger de produserer kan ikke lenger streik våre ører. På den annen side, hvis vi ikke hører et ord som en høyttaler ikke hadde enda mulighet til å si, vi skal flytte med en hastighet av lydbølge å nå sonar i bevegelse og å høre at dette ordet .
Hvis lydbølgene vil forvirre dette er nøyaktig samme greia spilles av en mann på et tog, best kjent eksempel. Forestill dere tog (gjennomsiktig) går til retten med en mann i midten av en vogn.
For mannen inne i toget to hastigheter V A og V B er identisk! Turgåing med jevn fart (som er høyre mot venstre) han kommer til de to finiestrini samme tid, både når toget er "faste", både når toget går til høyre eller flytting til venstre. I referanse-systemet for tog-avstanden som skiller den fra de to vinduene er akkurat det samme.
For oss ser vi scenen fra stasjonen, og deretter i solidaritet med bakken, eller bedre ennå, med spor, ting blir ikke alltid som beskrevet av toget. Sappaimo faktum at hvis toget går mot høyre hastighet V tog mannen er dratt av toget selv (luften dras i lydbølger) og hans "turen" er for oss i retning av økt tog i bevegelse, akkurat som det "økt" hastigheten på lydbølger i eksempelet ovenfor. Og motsatt, når man beveger seg til venstre, av samme grunn observere en nedgang på "turen" alltid proporziaonale speed tog - i forhold til oss - at "dra" mannen. De to eksemplene, og derfor er fullt ut tilsvarende hvis ikke identiske. Bare å endre de "aktører", og deretter velge den mest synlige og forståelige (for bevis går til jernbanestasjonen i byen og se på togene som kommer eller går, med særlig oppmerksomhet til passasjerene om at det er inne, er det ingen synd vogn linser).
La time i stedet for å erstatte lydbølger med lys bølger, forutsatt at de lette bølger, tilsvarende dem som lyd forplantning luft i stedet for luft. På den tid var det umiddelbart klart at Eter eller ble flyttet fra kroppen i bevegelse (som skjedde med luft i vår lille rommet i eksempelet ovenfor) eller pervades alt som blir gjort til eiendommen (for nå utelukke muligheten for en tredje Dra delvis).
Hvis du ikke er i tvil om prinsippet om relativitetsteorien i hjernen og tenke at Eter er trukket sammen til vårt rom, er analogi mellom lydbølgene og lette bølger blir umiddelbart, slik at en utenforstående observatør må måle hastigheten på lyset forskjellige i forhold til retningen av bevegelse i rommet, akkurat som skjedde med lette bølger.
Men denne hypotesen contradicts alle observasjoner og eksperimenter gjennomført i flere tiår, som viser at hastigheten på lyset er alltid den samme i alle referanse-systemer, enten kilden trekk eller mindre!
Det kan derfor være at Eter er ikke flyttet fra rommet i bevegelse, slik som å forklare problemet?
[... Den følger på Forholdet - Part III]
