Home » Articole » RO » Știință » Fizica » Teoria relativității » Însumarea vitezelor în teoria relativității

Însumarea vitezelor în teoria relativității

Sisteme de coordonate

În fizica relativistă, formula de însumare a vitezei este o ecuație tridimensională care corelează vitezele obiectelor în diferite cadre de referință. Astfel de formule se aplică transformărilor succesive Lorentz, astfel încât acestea leagă, de asemenea, la diferite cadre. Însumarea vitezelor este însoțită de un efect cinematic cunoscut sub numele de precesie Thomas, prin care transformările Lorentz fără rotație succesive necoliniene devin echivalente cu compunerea unei rotații a sistemului de coordonate și a unui impuls.

Aplicațiile standard ale formulelor de ănsumare a vitezei includ deplasarea Doppler, navigația Doppler, aberația luminii și deplasarea luminii în apa în mișcare observată în experimentul Fizeau din 1851.

Notația folosește u ca viteză a unui corp într-un cadru Lorentz S și v ca viteza unui al doilea cadru S’, măsurată în S, și u’ ca viteza transformată a corpului în al doilea cadru.

Istorie

Viteza luminii într-un fluid este mai lentă decât viteza luminii în vid și se schimbă dacă fluidul se mișcă împreună cu lumina. În 1851, Fizeau a măsurat viteza luminii într-un fluid care se deplasează paralel cu lumina folosind un interferometru. Rezultatele lui Fizeau nu erau în concordanță cu teoriile de atunci prevalente. Fizeau a determinat în mod experimental termenul de ordinul zero al unei extinderi a legii de însumare relativistă corectă în termeni de V/c. Rezultatul lui Fizeau i-a determinat pe fizicieni să accepte validitatea empirică a teoriei destul de nesatisfăcătoare a lui Fresnel, conform căreia un fluid care se mișcă în raport cu eterul staționar trage parțial lumina cu el.

Aberația luminii, a cărei explicație cea mai ușoară este formula de însumare a vitezei relativiste, împreună cu rezultatul lui Fizeau, au determinat dezvoltarea teoriilor precum teoria Lorentz a eterului electromagnetism în 1892. În 1905 Albert Einstein, odată cu apariția relativității speciale, a derivat formula de configurație standard (V în direcția x) pentru însumarea vitezelor relativiste. Problemele care implică eterul au fost, treptat, de-a lungul anilor, stabilite în favoarea relativității speciale.

Relativitatea galileiană

Galilei a observat că o persoană aflată pe o navă care se deplasează uniform are impresia că este în stare de repaus și vede un corp greu care cade vertical în jos. Această observație este considerată acum prima declarație clară a principiului relativității mecanice. Galilei a văzut că din punctul de vedere al unei persoane care stă pe țărm, mișcarea căderii în jos pe navă va fi combinată sau adăugată la mișcarea înainte a navei. În ceea ce privește vitezele, se poate spune că viteza corpului în raport cu țărmul este egală cu viteza acelui corp față de navă, plus viteza navei față de țărm.

Cosmosul lui Galileo constă din spațiu și timp absolut și însumarea de viteze corespunde compunerii transformărilor galileene. Principiul relativității se numește relativitate galileană. Este conformă mecanicii newtoniene.

Relativitatea specială

Conform teoriei relativității speciale, cadrul navei are o rată de ceas și măsură a distanței diferite, iar noțiunea de simultaneitate în direcția mișcării este modificată, astfel încât legea de însumare pentru viteze se modifică. Această schimbare nu se observă la viteze scăzute, dar pe măsură ce viteza crește spre viteza luminii devine importantă. Legea privind însumarea este numită și legea de compunere pentru viteze. Formula compunerii poate avea o formă echivalentă algebrică, care poate fi ușor derivată prin utilizarea numai a principiului constanței vitezei luminii,

Cosmosul relativității speciale constă în spațiul temporal Minkowski, iar însumarea de viteze corespunde compunerii transformărilor Lorentz. În teoria specială a relativității, mecanica newtoniană este modificată în mecanica relativistă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *