نسیبت خاص و مکانیک نیوتنی(006)

متن زیرچکیده ایست از کتاب فیزیک هالیدی (جلد اول)

 

نسیبت خاص و مکانیک نیوتنی

 

بسیاری از نتایج نسبیت خاص بر پایه تجارب روزانه معقول به نظر نمی رسد.

ظاهرا اصل موضوع دوم انیشتین حتی با عقل سلیم نیز متناقض است.

به مثال زیر توجه نمایید.

هنگام گرفتن یک توپ بیسبال در هوا اگر پرتاب کننده 1) نسبت به شما ساکن باشد 2) با سرعت 50 کیلومتر در ساعت به شما نزدیک شود. 3) با همین سرعت از شما دور شود.

سرعت توپ در هر حالت نسبت به شما متفاوت خواهد بود.حال اگر شما این تجربه را به یک چشمهء گسیل نور تعمیم دهید اصل موضوع دوم انیشتین را نقض می کنید. تجربه نشان می دهد که سرعت نور در هر سه حالت یکسان است و این اصل موضوع انیشتین را تائید می کند.

 

این مشکل هنگامی حل می شود که بدانیم زمینه های تجربی ((عقل سلیم))بسیار محدود است تجربیات ما محدود به سرعتهایی است که بسیار کوچکتر از سرعت نوراند.

برای اینکه بتوانیم سرعت شخصی را به 0.9  سرعت نور برسانیم در حدود 13 درصد کل انرژی مصرفی کشور آمریکا(در سال 1350/1971)انرژی لازم است اما ذرات اتم (الکترونها و پروتونها و...)) را می توان براحتی به سرعتهای بالا رسانید.

معلوم می شود که در طبیعت سرعت معین و محدودی وجود دارد که از آن نمی توان پیشی گرفت و ما این سرعت را سرعت حدی می نامیم.

سرعت حدی همان سرعت نور است و بزرگترین سرعتی است که با آن می توان علائم را انتقال داد.

در فیزیک کلاسیک فرض بر این است که علائم را می توان با سرعت بی نهایت انتقال داد.اما طبیعت این فرضیه را رد می کند.

 

دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم و دریافتهای حسی خود را تعمیم می دهیم در واقع دنیای مکانیک نیوتنی است.

مکانیک نیوتنی در حد سرعتهای پایین بصورت حالت ویژه ای ازنسبیت خاص تجلی می کند.

 

مکانیک نیوتنی اگرچه حالتی خاص است ولی بسیار با اهمیت است.

این مکانیک حرکتهای اصلی منظومهء شمسی و جزرو مدها و رویدادهای فضایی و ... را توصیف می کند.

مکانیک نیوتنی در سرعتهای نزدیک به سرعت نور با شکست مواجه می شود.

 

هیچ نظریه ای به اندازه نسبیت خاص با دقت و جدیت آزموده نشده است.

در کاربرد نسبیت خاص می توان از شتابدهنده های ذرات نام برد.

شتابدهنده ای که بر اساس مکانیک نیوتنی طرح شود کارایی نخواهد داشت.

راکتورهای هسته ای و(متاسفانه) بمبهای اتمی در حقیقت شاهد دیگری در کاربرد نسبیت خاص هستند.

 

انیشتین یکبار گفته بود که هیچ آزمایشی نمی تواند نظر او را تایید کند ولی یک آزمایش وجود دارد که ثابت می کند او در اشتباه است که هنوز هم این آزمایش انجام نشده است.

نسبیت خاص(005)

متن زیرچکیده ایست از کتاب فیزیک هالیدی (جلد اول)

 

نسبیت خاص

 

انیشتین نظریه خود را برپایه دو اصل موضوع قرار داد که همه نتایج نسبیت خاص از این دو اصل بدست می آیند.

 

اصول موضوع:

شامل دو اصل است

 

اصل موضوع اول:

 

از زمان گالیله معلوم شده بود که قوانین مکانیک در تمام چارچوب های لخت یکسانند.

انیشتین جسورانه این اصل ناوردایی را طوری تعمیم داد که نه تنها مکانیک بلکه تمام شاخه های فیزیک مخصوصا الکترومغناطیس را نیز دربر بگیرد

اصل موضوع انیشتین چنین است:

قوانین فیزیک در تمام چارچوبهای لخت یکسانند.هیچ چارچوب لخت مرجعی وجود ندارد.

 

اصل موضوع دوم:

 

در روزهای قبل از ارائهء نسبیت خاص این سوال بر سر زبانها بود که سرعت نور نسبت به چه چیزی اندازه گیری می شود؟

در مورد امواج صوتی در هوا جواب ساده است. سرعت نسبت به محیطی که موج صوتی از آن محیط عبور می کند(هوا) اندازه گیری می شود.

ولی نور از خلا عبور می کند.در اینصورت آیا محیط رقیقی وجود دارد که همان نقشی که هوا برای صوت بازی می کند برای نور ایفا کند؟

تمام کوششهایی که برای تحقیق تجربی این امرانجام می شد به شکست منتهی می شد.

انیشتین جسورانه اصل موضوع دوم را مطرح کرد:

سرعت نور در تمام چارچوبهای مرجع لخت یکسان است.