Specijalna teorija relativnosti — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
м Робот: додато hy:Հարաբերականության հատուկ տեսություն |
м исправљање правописних и других грешака |
||
Ред 5:
{{Poseban članak|Majkelson-Morijev eksperiment}}
Sa napretkom na polju [[elektromagnetizam|elektromagnetizma]], ostvarenim zahvaljujući [[Džejms Maksvel|Maksvelovim]] teorijama u želji generalizacije fizike i njenog dovođenja na zajednički okvir, proistekle su izvesne nesuglasice između [[klasična mehanika|klasične mehanike]] i elektromagnetizma. Fizičari su uporno tražili način da ih prevaziđu, uvođenjem teorije o [[etar (fizika)|etru]], koji bi bio nosilac elektromagnetnih pojava i za koji bi se mogao vezati apsolutni sistem<ref>Dr Dragiša Ivanović, O teoriji relativnosti,Zavod za izdavanje udžbenika narodne republike Srbije, Beograd, 1962</ref>. Krajem XIX veka fizika je bila na prekretnici. Nakon Majkelson-Morijevog eksperimenta, sprovedenog [[1887]]. godine, postalo je više nego jasno da je u fizici prisutna velika praznina koju je trebalo nadomestiti. Naime, on je pokazao da je brzina svetlosti konstantna i u svim inercijalnim referentnim sistemima ima istu vrednost, što se protivilo klasičnom shvatanju i nerelativističkom zakonu slaganja brzina.
Narednih godina fizičari su na različite načine pokušavali da protumače eksperimentom dobijen paradoks. Takvo stanje neizvesnosti održalo se u fizici sve do [[1905|1905. godine]], i već pomenutog članka, kojim su u fiziku uvedene novine koje su bile u skladu sa Majkelson-Morijevim eksperimentom, ali su odbacivale principe klasične fizike. Ajnštajnov mladalački um, posvećen razotkrivanju ove prirodne tajne, iznedrio je novu teoriju, koja se protivila normama usvojenim iz svakodnevnog iskustva. Skoro istovremeno sa Ajnštajnom do sličnih zaključaka je došao i francuski [[naučnik]] [[Anri Poenkare]], ali mu nije pripisan udeo u zasluzi stvaranja ove revolucionarne teorije. Još nekoliko godine pre obojice, [[Lorenc]] je formulisao principe transformisanja [[koordinate|koordinata]], poznate kao [[Lorencove transformacije]], koje dokazuju relativističke efekte, ali sam Lorenc nije bio uspešan u njihovom tumačenju. Nezavisno od Lorenca iste transformacije je formulisao i [[Ficdžerald]], pa se ponekad u [[literatura|literaturi]] sreće i pojam Ficdžerald-Lorencovih transformacija.
Neposredno po objavljivanju ove, tada neobične teorije, Ajnštajn je bio izložen burnim kritikama naučne javnosti. Ipak, on nije ustuknuo pred izazovom i istrajao u branjenju teorije koju je formulisao. Vremenom je ona postala prihvaćena i Ajnštajn je stekao odgovarajuće priznanje u tadašnjem naučnom svetu. Tri godine nakon Ajnštajnovog objavljivanja STR, [[Herman Minkovski]] uvodi matematički model četvorodimenzionalnog [[prostorno vremenski kontinuum Minkovskog|prostorno-vremenskog kontinuuma]], zasnovan na principima STR. Već [[1916|1916. godine]] Ajnštajn poopštava svoju teoriju, dovodeći pod njen okvir i [[neinercijalni referentni sistem|neinercijalne referentne sisteme]]. Ova teorija, poznata kao [[opšta teorija relativnosti]] (OTR) predstavlja generalizaciju specijalne relativnosti, koja ubrzo u [[astronomija|astronomskim]] osmatranjima pronalazi svoj praktični dokaz. Do danas su [[eksperiment]]alno dokazani brojni relativistički efekti, od konstantnosti brzine svetlosti u vakuumu za inercijalne posmatrače do [[dilatacija vremena|dilatacije vremena]], izmerenoj uz pomoć vrlo preciznih [[časovnik]]a. Postulat vezan za svetlost je višestruko potvrđen u praksi. Sovjetski naučnici A.M. Bonč Bruevič i V.A. Molčanov su [[1956]]. godine posmatrajući prostiranje [[Sunce|Sunčevih]] zraka uspeli da pokažu tačnost tog tvrđenja. Osam godina kasnije to je pošlo za rukom i T. Aljvergeru i njegovim saradnicima koji su to učinili proučavanjem π°-[[mezon]]a. Bez obzira na to da se danas uspešno primenjuje i dalje postoje pojedini pokušaji da se ona opovrgne, što nije nikom uspelo do sada.
Izvesno neslaganje OTR sa [[kvantna mahanika|kvantnom mehanikom]] navodi na pomisao da je moguće postojanje savršenije teorije, koja bi i relativnost i kvantnu mehaniku obuhvatila kao svoj deo. [[Teorija struna]] je jedna od takvih teorija koje teže da ujedine relativističku fiziku sa kvantnom, pri čemu je matematički prilično dobro argumentovana, ali još uvek nije do kraja oblikovana. U modernoj fizici se u smislu ujedinjenja ove dve teorije ističe [[kvanta teorija polja]] i [[kvantna elektrodinamika]]<ref>Članak: "Šta je to kvantna elektrodinamika [http://www.b92.net/zivot/komentari.php?nav_id=386260]</ref>. Sasvim je moguće da će se ispostaviti da je STR granični slučaj neke još opštije specijalne teorije, koja bi sadašnju obuhvatila kao graničan slučaj. Važno je napomenuti da se neslaganje između kvantne mehanike i relativnosti odnosi na opštu relativnost, dok je STR sasvim u skladu sa kvantnom mehanikom, čak je u mogućnosti da je dopuni, pošto neki kvantni efekti, poput [[spin]]a, imaju objašnjenje baš u STR. Ipak kvantna mehanika je nezavisna od STR, tj. mogla bi se izvesti i iz klasične fizike.
Ред 26:
Posledice Lorencovih transformacija su ''kontrakcija dužine'', ''dilatacija vremena'', ''promena zakona slaganja brzina'', ''izmena Njutnovih zakona'', ''povećanje mase sa brzinom'' i ''ekvivalentnost mase i energije''. Ove posledice su neobične sa aspekta nerelativističke fizike i nemoguće im je naći analogiju u nerelativističkoj fizici.
*''Kontrakcija dužina''
Telo nema stalnu [[dužina|dužinu]], ona zavisi od izbora referentnog sistema, odnosno od brzine tog tela u odnosu na taj inercijalni referentni sistem.
*''Dilatacija vremena''
[[Vremenski interval]] između dva ista [[događaj]]a zavisi od izbora referentnog sistema, odnosno zavisi od brzine inercijalnog referentnog sistema u odnosu na sistem u kojem se događaji dešavaju.
Ред 40:
== Lorencove transformacije ==
{{Poseban članak|Lorencove transformacije}}
Neka se referentni sistem K nalazi u stanju relativnog mirovanja, a sistem S kreće brzinom <math>v</math> duž x-ose u odnosu na K. [[Koordinatni sistem|Koordinatni]] počeci se u početnom trenutku(<math>t=0, t'=0</math>) poklapaju.
Prema STR prostor i vreme su uzajamno zavisni. Uvođenjem koeficijenata α, β, γ se može pisati:
:<math>x'=\gamma\left(x-vt\right)</math>
Ред 104:
[[Slika:Relativity of Simultaneity.svg|мини|250п|desno|Događaj B je istovremen sa A u zelenom refentnom sistemu, ali se dogodio pre u plavom i dogodiće se kasnije u crvenom]]
Jedan primer kojim se [[relativnost istovremenosti]] može ilustrovati je sledeći:
U sredini svemirskog broda koji se kreće kroz otvoren kosmos je [[sijalica]] koja se pali. Na krajevima broda se nalaze dva [[kosmonaut]]a koji mere vreme za koje će svetlost do njih stići. Ukoliko su časovnici sinhronizovani u početku, oni će pokazivati isto vreme, tj. Svetlost će do njih stići istovremeno.
Ukoliko isti primer posmatramo iz drugog sistema referencije koji je u stanju relativnog mirovanja i u odnosu na koji se taj brod kreće, događaji neće biti istovremeni, jer se jedan od kosmonauta približava izvoru svetlosti, a drugi od njega udaljava. Pošto je brzina svetlosti ista u oba slučaja razlikuju se vremena za koje će svetlost preći te različite udaljenosti. Svetlost će jednog do kosmonauta stići pre drugog što znači da u sa stanovišta ovog sistema događaji nisu istovremeni.
To dovodi do opšteg zaključka: događaji koji su istovremeni u jednom inercijalnom referentnom sistemu nisu istovremeni u onom sistemu u odnosu na koji se dati sistem kreće. Skup sinhronizovanih časovnika iz jednog sistema je nesinhronizovan za posmatrača u drugom koji se kreće u odnosu na taj sistem.
Ред 145:
m_{\mathrm{rel}} = { m \over \sqrt{1-{v^2\over c^2}}}
</math>
Prema ovoj formuli masa tela raste sa povećanjem brzine.
Suština osporavanja ovakvog korišćenja mase se svodi na činjenicu da se relativistička masa ne može definisati kao masa. [[Masa mirovanja]] je [[mera]] [[inercija|inertnosti]] tela, dok se relativistička masa ne može smatrati merom inertnosti tela. Drugi Njutonv zakon u relativističkoj fizici se prevodi na četvorodimenzionalni prostor, pa su [[sila]] i [[ubrzanje]] [[kvadrivektori]], pa se on zapisuje i ovako:
:<math> p^\mu = m_0 v^\mu\,</math>
Ред 177:
Otuda se dobija obrazac za energiju mirovanja: <math> E_0 = mc^2 </math>
[[Слика:E equals m plus c square at Taipei101.jpg|мини|250p|čuvena jednačina na najvišoj zgradi na svetu u toku proslave godine fizike [[2005]]. godine]]
Ova formula se tumači kao dokaz ekvivalentnosti mase i energije.
Njena tačnost praktično je dokazana u [[nuklearna fizika|nuklearnoj fizici]], gde se koristi objašnjavanju nekih [[nuklearna reakcija|nuklearnih reakcija]]. U toku procesa kao što je to [[fisija]] ili [[fuzija]] dolazi do promene mase mirovanja jezgra [[atom]]a usled čega se oslobađa odgovarajuća energija. Formula je takođe značajna za određivanje mase fotona, koji nema masu mirovanja, ali može imati masu pošto ima energiju, pošto su to dva ekvivalentna pojma.
Ред 234:
*[http://gregegan.customer.netspace.net.au/FOUNDATIONS/01/found01.html Greg Egan's ''Foundations''].
*[http://www.polarhome.com:763/~rafimoor/english/SRE.htm Understanding Special Relativity] - Teorija specijalne relativnosti na lak i razumljiv način.
*[http://www.motionmountain.net/C-2-CLSC.pdf Motion Mountain] -Jedan moderan uvod u relativnost, uključujući i vizuelne efekte.
*[http://www.geocities.com/autotheist/Bondi/intro.htm Bondi k-calculus] - Jednostavan uvod u Specijalnu teoriju relativnosti
*[http://www.theophoretos.hostmatrix.org/relativity.htm Izvorišta Ajnštajnove Specijalne teorije relativnosti - Istorijski pristup izučavanju Specijalne teorije relativnosti
===
*[http://www.anu.edu.au/Physics/Savage/TEE/ Through Einstein's Eyes] Australijski nacionalni univerzitet. Relativistički vizuelni efekti objašnjeni sa filmovima i slikama.
*[http://www.anu.edu.au/Physics/Savage/RTR/ Real Time Relativity] Australijski nacionalni univerzitet - Relativistički vizuelni efekti doživljeni kroz interaktivni program.
| |||