Xyoo 1905, Albert Einstein tau luam tawm nws txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo, uas tau hloov pauv kev nkag siab ntawm kev tshawb fawb txog lub ntiaj teb nyob ib puag ncig peb. Raws li nws qhov kev xav, tus qauv rau kev sib raug zoo pawg tau txais.
Special Relativity
Txhua lub ntsiab lus yog tias nyob rau hauv cov txheej txheem txav mus rau ib leeg, txhua yam txheej txheem pib sib txawv me ntsis. Tshwj xeeb, qhov no yog qhia, piv txwv li, nyob rau hauv ib qho kev nce nyob rau hauv loj nrog ib tug nce nyob rau hauv ceev. Yog tias qhov ceev ntawm lub kaw lus tsawg dua qhov ceev ntawm lub teeb (υ << c=3 10 8), ces cov kev hloov no yuav xyaum tsis pom, vim lawv yuav zoo li xoom. Txawm li cas los xij, yog tias qhov ceev ntawm kev txav ze ze rau qhov ceev ntawm lub teeb (piv txwv li, sib npaug rau ib feem kaum ntawm nws), ces cov ntsuas xws li lub cev hnyav, nws qhov ntev thiab lub sijhawm ntawm cov txheej txheem yuav hloov. Siv cov qauv hauv qab no, nws tuaj yeem suav cov nqi no hauv cov qauv siv txav mus los, suav nrog qhov loj ntawm cov khoom sib txuas.
Here l0, m0 thiab t0 - lub cev ntev, nws loj thiab lub sijhawm txheej txheem nyob rau hauv ib qho chaw ruaj khov, thiab υ yog qhov ceev ntawm cov khoom.
Raws li Einstein txoj kev xav, tsis muaj lub cev tuaj yeem ua kom nrawm dua li qhov ceev ntawm lub teeb.
Nyob Mass
Lo lus nug ntawm qhov seem ntawm cov khoom sib txuas tshwm sim yog qhov tseeb hauv txoj kev xav ntawm kev sib txheeb, thaum qhov loj ntawm lub cev lossis cov khoom pib hloov pauv nyob ntawm qhov ceev. Raws li, qhov seem ntawm lub cev yog qhov loj ntawm lub cev, uas thaum lub sijhawm ntsuas yog nyob ntawm so (hauv qhov tsis muaj kev txav), uas yog, nws qhov nrawm yog xoom.
Qhov sib txheeb ze ntawm lub cev yog ib qho tseem ceeb ntawm kev piav qhia cov lus tsa suab.
Txoj cai tswjfwm
Tom qab qhov tshwm sim ntawm Einstein txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo, qee qhov kev hloov kho ntawm Newtonian mechanics tau siv rau ntau pua xyoo, uas tsis tuaj yeem siv tau ntxiv lawm thaum xav txog kev siv tshuab txav ntawm qhov nrawm piv rau qhov nrawm ntawm lub teeb. Yog li ntawd, nws yog tsim nyog los hloov tag nrho cov sib npaug ntawm dynamics siv Lorentz transformations - ib tug kev hloov nyob rau hauv lub coordinates ntawm lub cev los yog taw tes thiab lub sij hawm ntawm tus txheej txheem thaum lub sij hawm hloov ntawm inertial thav ntawv ntawm kev siv. Cov lus piav qhia ntawm cov kev hloov pauv no yog nyob ntawm qhov tseeb tias nyob rau hauv txhua qhov inertial ncej ntawm kev siv tag nrho cov cai ntawm lub cev ua haujlwm sib npaug thiab sib npaug. Yog li, txoj cai ntawm xwm tsis nyob rau hauv txoj kev nyob ntawm qhov kev xaiv ntawm tus ncej ntawm reference.
Los ntawm Lorentz transformations, lub ntsiab coefficient ntawm relativistic mechanics yog qhia, uas tau piav saum toj no thiab hu ua tsab ntawv α.
Lub ntsiab lus teb nws tus kheej yog qhov yooj yim heev - nws hais tias txhua qhov kev xav tshiab hauv qee qhov tshwj xeeb yuav muab cov txiaj ntsig zoo ib yamyav dhau los. Tshwj xeeb, nyob rau hauv relativistic mechanics, qhov no yog reflected los ntawm qhov tseeb hais tias nyob rau hauv lub speeds uas tsawg tshaj li qhov ceev ntawm lub teeb, cov kev cai ntawm classical mechanics yog siv.
Relativistic particle
Ib qho piv txwv yog ib qho uas txav ntawm qhov nrawm piv rau qhov nrawm ntawm lub teeb. Lawv cov lus tsa suab tau piav qhia los ntawm txoj kev xav tshwj xeeb ntawm kev sib txheeb. Muaj txawm tias ib pawg ntawm cov khoom uas nws lub neej muaj peev xwm tsuas yog thaum tsiv ntawm qhov ceev ntawm lub teeb - cov no yog hu ua hais tsis muaj huab hwm coj los yog tsuas yog massless, txij li thaum so lawv cov huab hwm coj yog xoom, yog li cov no yog cov tshwj xeeb hais uas tsis muaj analogous xaiv nyob rau hauv tsis. -relativistic, classical mechanics.
Qhov ntawd yog, qhov seem ntawm cov khoom sib txuas tuaj yeem yog xoom.
Ib tug particle tuaj yeem hu ua kev sib txheeb yog tias nws lub zog kinetic tuaj yeem muab piv nrog lub zog qhia los ntawm cov qauv hauv qab no.
Cov qauv no txiav txim siab qhov kev xav tau nrawm.
Lub zog ntawm cov khoom tuaj yeem ua tau ntau dua li nws lub zog so - cov no hu ua ultrarelativistic.
Los piav qhia cov lus tsa suab ntawm cov khoom zoo li no, quantum mechanics yog siv nyob rau hauv rooj plaub dav dav thiab quantum field theory rau kev piav qhia ntau dua.
Zoo
Cov khoom zoo sib xws (ob qho tib si sib raug zoo thiab ultrarelativistic) hauv lawv daim ntawv ntuj tsuas muaj nyob hauv cosmic hluav taws xob, uas yog, hluav taws xob uas nws qhov chaw nyob sab nraum lub ntiaj teb, ntawm qhov xwm txheej electromagnetic. Lawv yog tsim los ntawm cov txiv neej.nyob rau hauv tshwj xeeb accelerators - nrog kev pab los ntawm lawv, ob peb lub kaum os hom hais tau pom, thiab daim ntawv no yog hloov kho tas li. Xws li ib qho chaw yog, piv txwv li, Loj Hadron Collider nyob rau hauv Switzerland.
Electrons uas tshwm sim thaum lub sij hawm β-decay kuj qee zaum ncav cuag ceev txaus los faib lawv li kev txheeb ze. Qhov sib npaug ntawm ib qho hluav taws xob kuj tuaj yeem pom siv cov qauv qhia.
Lub tswvyim ntawm pawg
Mass hauv Newtonian mechanics muaj ob peb yam uas yuav tsum tau ua:
- Lub gravitational attraction ntawm lub cev tshwm sim los ntawm lawv pawg, uas yog, nws ncaj qha nyob ntawm nws.
- Qhov loj ntawm lub cev tsis nyob ntawm qhov kev xaiv ntawm kev siv thiab tsis hloov thaum nws hloov.
- Lub inertia ntawm lub cev yog ntsuas los ntawm nws pawg.
- Yog lub cev nyob rau hauv qhov system uas tsis muaj dab tsi tshwm sim thiab kaw, ces nws cov huab hwm coj yuav tsis hloov (tshwj tsis yog rau kev hloov pauv, uas qeeb heev rau cov khib nyiab).
- Qhov loj ntawm lub cev sib xyaw yog tsim los ntawm pawg ntawm nws tus kheej.
Principles of Relativity
Galilean txoj ntsiab cai ntawm kev sib txheeb
Txoj ntsiab cai no tau tsim los rau cov tshuab tsis sib xws thiab tau hais tawm raws li hauv qab no: Txawm hais tias lub tshuab tau so lossis txawm tias lawv ua ib qho kev txav mus los, tag nrho cov txheej txheem hauv lawv tau ua tib yam.
Einstein lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib txheeb
Txoj ntsiab cai no yog ua raws li ob lub ntsiab lus:
- Galileo lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib txheebkuj tseem siv tau rau qhov no. Qhov ntawd yog, nyob rau hauv ib qho CO, kiag li txhua txoj cai ntawm xwm ua haujlwm tib yam.
- Qhov ceev ntawm lub teeb yog ib txwm muaj thiab hauv txhua lub tshuab siv tib yam, tsis hais qhov ceev ntawm lub teeb thiab lub vijtsam (lub teeb txais). Txhawm rau ua pov thawj qhov tseeb no, ntau qhov kev sim tau ua tiav, uas tau lees paub qhov kev kwv yees thawj zaug.
Mass hauv relativistic thiab Newtonian mechanics
Tsis zoo li Newtonian mechanics, nyob rau hauv relativistic txoj kev xav, huab hwm coj tsis tuaj yeem ntsuas tus nqi ntawm cov khoom. Yog, thiab cov huab hwm coj ntawm nws tus kheej tau txhais nyob rau hauv qee txoj kev uas nws kim heev, ua rau nws muaj peev xwm piav qhia, piv txwv li, lub hav zoov ntawm cov khoom tsis muaj huab hwm coj. Nyob rau hauv relativistic mechanics, tshwj xeeb yog them rau lub zog es tsis yog huab hwm coj - uas yog, lub ntsiab yam tseem ceeb uas txiav txim seb lub cev los yog elementary particle yog nws lub zog los yog lub zog. Lub zog tuaj yeem pom siv cov qauv hauv qab no
Txawm li cas los xij, qhov seem ntawm cov khoom yog qhov tseem ceeb heev - nws tus nqi yog tus lej tsawg thiab tsis ruaj khov, yog li kev ntsuas tau mus txog qhov siab tshaj plaws thiab raug. Lub zog seem ntawm cov khoom tuaj yeem pom siv cov qauv hauv qab no
- Zoo ib yam li Newton txoj kev xav, hauv ib qho kev sib cais, qhov loj ntawm lub cev yog tas li, uas yog, tsis hloov nrog lub sijhawm. Nws kuj tsis hloov thaum tsiv ntawm ib CO mus rau lwm qhov.
- Tsis muaj qhov ntsuas ntawm inertia kiag litxav lub cev.
- Qhov sib npaug ntawm lub cev txav tsis tau txiav txim siab los ntawm kev cuam tshuam ntawm lub zog gravitational rau nws.
- Yog tias qhov loj ntawm lub cev yog xoom, ces nws yuav tsum txav mus rau qhov nrawm ntawm lub teeb. Qhov kev sib tham tsis muaj tseeb - tsis yog cov khoom loj loj tuaj yeem ncav cuag qhov nrawm ntawm lub teeb.
- Tag nrho lub zog ntawm cov khoom sib txuas tau siv tau los siv cov lus hauv qab no:
Nature of mass
Txog qee lub sijhawm hauv kev tshawb fawb nws tau ntseeg tias qhov loj ntawm txhua qhov yog vim qhov xwm txheej electromagnetic, tab sis los ntawm tam sim no nws tau paub tias nyob rau hauv txoj kev no nws muaj peev xwm piav qhia tsuas yog ib feem me me ntawm nws - lub ntsiab kev koom tes yog tsim los ntawm qhov muaj zog ntawm kev sib cuam tshuam tshwm sim los ntawm gluons. Txawm li cas los xij, txoj kev no tsis tuaj yeem piav qhia qhov loj ntawm lub kaum os, qhov xwm txheej uas tseem tsis tau piav qhia.
Relativistic pawg nce
Qhov tshwm sim ntawm tag nrho cov theorems thiab kev cai lij choj tau piav qhia saum toj no tuaj yeem nthuav tawm hauv kev nkag siab zoo, txawm tias xav tsis thoob, txheej txheem. Yog hais tias ib lub cev txav mus rau lwm qhov ntawm qhov nrawm, ces nws cov kev txwv thiab qhov tsis muaj ntawm lub cev sab hauv, yog tias lub cev qub yog qhov system, hloov. Tau kawg, ntawm qhov nrawm nrawm, qhov no yuav ua tsis tau pom, tab sis qhov txiaj ntsig no tseem yuav tshwm sim.
Ib tug tuaj yeem ua piv txwv yooj yim - lwm qhov khiav tawm ntawm lub sijhawm hauv lub tsheb ciav hlau tsiv ntawm qhov ceev ntawm 60 km / h. Tom qab ntawd, raws li cov qauv hauv qab no, qhov ntsuas kev hloov pauv coefficient yog xam.
Cov qauv no kuj tau piav qhia saum toj no. Hloov tag nrho cov ntaub ntawv rau hauv nws (rau c ≈ 1 10 9km / h), peb tau txais cov txiaj ntsig hauv qab no:
Pom meej qhov kev hloov pauv me me thiab tsis hloov lub moos raws li pom tau.
