Referentni sistem

(преусмерено са Frame of reference)

U fizici, referentni sistem (ili referentni okvir) se sastoji od apstraktnog koordinatnog sistema i seta fizičkih referentnih tačaka koje jedinstveno fiksiraju (lociraju i orijentišu) koordinatni sistem i standardizuju merenja unutar tog okvira.

Za n dimenzija, n + 1 referentne tačke su dovoljne da u potpunosti definišu referentni okvir. Korištenjem pravougaonih (kartezijanskih) koordinata, referentni okvir može se definisati s referentnom tačkom u koordinatnom početku i referentnom točkom na jednom jedinstvenom razmaku duž svake od n koordinatnih osa.

U Ajnštajnovoj relativnosti, referentni okviri se koriste za specifikaciju odnosa između pokretnog posmatrača i pojave, ili pojava pod posmatranjem. U tom kontekstu, fraza često postaje „opservacioni okvir reference” (ili „referentni okvir posmatranja”), što podrazumeva da je posmatrač u okviru u stanju mirovanja, iako nije nužno lociran u koordinatnom početku. Relativistički referentni okvir uključuje (ili podrazumeva) koordinatno vreme, koje se ne izjednačava kroz različite okvire koji se kreću relativno jedan u odnosu na drugi. Situacija se stoga razlikuje od Galilejske relativnosti, gde su sva moguća koordinatna vremena esencijalno jednaka.

Različiti aspekti „referentnog okvira”Уреди

Potreba da se razlikuju različita značenja „referentnog okvira“ dovela je do različitih pojmova. Na primer, ponekad je tip koordinatnog sistema priključen kao modifikator, kao u kartezijskom referentnom okviru. Ponekad se naglašava stanje kretanja, kao u rotirajućem referentnom okviru. Ponekad je naglašen način na koji se transformiše u okvire koji se smatraju povezanima kao u Galilejevom referentnom okviru. Ponekad se okviri razlikuju po obimu njihovih opservacija, kao u makroskopskim i mikroskopskim referentnim okvirima.[1]

U ovom članku se termin referentni okvir posmatranja koristi kada je naglasak na stanju kretanja, a ne na izboru koordinata ili karakteru posmatranja ili posmatračkog aparata. U tom smislu, referentni okvir posmatranja omogućava proučavanje uticaja kretanja na čitavu porodicu koordinatnih sistema koji bi mogli biti priključeni na ovaj okvir. S druge strane, koordinatni sistem se može koristiti u mnoge svrhe u kojima stanje kretanja nije glavni predmet interesa. Na primer, može se primeniti dati koordinatni sistem da bi se iskoristila simetrija sistema. Gledano sa još šire perspektive, formulacija mnogih problema iz fizike koristi generalizovane koordinate, normalne modove ili sopstvene vektore, koji su samo posredno povezani sa prostorom i vremenom. Stoga je korisno da se razdvoje različiti aspekti referentnog okvira radi diskusije u nastavku. Referentni okviri posmatranja, koordinatni sistemi i opservaciona oprema se uzimaju kao nezavisni koncepti.

  • Okvir posmatranja (kao što je inercijalni okvir ili neinercijalni referentni okvir) fizički je koncept povezan sa stanjem kretanja.
  • Koordinatni sistem je matematički koncept, koji se sastoji od izbora jezika korištenog za opisivanje opažanja.[2] Shodno tome, posmatrač u posmatračkom okviru može izabrati da koristi bilo koji koordinatni sistem (kartezijanski, polarni, krivolinijski, generalizovani ...) da bi opisao zapažanja sagledana iz tog referentnog okvira. Promena izbora ovog koordinatnog sistema ne menja posmatračevo stanje kretanja, i ne podrazumeva promenu u referentnom okviru posmatrača. Ovo gledište se može naći i drugde.[3] Neosporno je da su neki koordinatni sistemi bolji izbor za neka zapažanja od drugih.
  • Izbor merene veličine i opservacionog aparata je zasebno pitanje od posmatračevog stanja kretanja i izbora koordinatnog sistema.

Brading i Kastelani su diskusiju odveli izvan jednostavnih sistemsko-vremenskih koordinatnih sistema.[4] Proširenje na koordinatne sisteme koristeći generalizovane koordinate u osnovi je Hamiltonskih i Lagranžovih formulacija[5] kvantne teorije polja, klasične relativističke mehanike i kvantne gravitacije.[6][7][8][9][10]

ReferenceУреди

  1. ^ The distinction between macroscopic and microscopic frames shows up, for example, in electromagnetism where constitutive relations of various time and length scales are used to determine the current and charge densities entering Maxwell's equations. See, for example, Kurt Edmund Oughstun (2006). Electromagnetic and Optical Pulse Propagation 1: Spectral Representations in Temporally Dispersive Media. Springer. стр. 165. ISBN 0-387-34599-X. . These distinctions also appear in thermodynamics. See Paul McEvoy (2002). Classical Theory. MicroAnalytix. стр. 205. ISBN 1-930832-02-8. .
  2. ^ In very general terms, a coordinate system is a set of arcs xi = xi (t) in a complex Lie group; see Lev Semenovich Pontri͡agin (1986). L.S. Pontryagin: Selected Works Vol. 2: Topological Groups (3rd изд.). Gordon and Breach. стр. 429. ISBN 2-88124-133-6. . Less abstractly, a coordinate system in a space of n-dimensions is defined in terms of a basis set of vectors {e1, e2,… en}; see Edoardo Sernesi; J. Montaldi (1993). Linear Algebra: A Geometric Approach. CRC Press. стр. 95. ISBN 0-412-40680-2.  As such, the coordinate system is a mathematical construct, a language, that may be related to motion, but has no necessary connection to motion.
  3. ^ J X Zheng-Johansson; Per-Ivar Johansson (2006). Unification of Classical, Quantum and Relativistic Mechanics and of the Four Forces. Nova Publishers. стр. 13. ISBN 1-59454-260-0. 
  4. ^ Katherine Brading; Elena Castellani (2003). Symmetries in Physics: Philosophical Reflections. Cambridge University Press. стр. 417. ISBN 0-521-82137-1. 
  5. ^ Oliver Davis Johns (2005). Analytical Mechanics for Relativity and Quantum Mechanics. Oxford University Press. Chapter 16. ISBN 0-19-856726-X. 
  6. ^ Donald T Greenwood (1997). Classical dynamics (Reprint of 1977 edition by Prentice-Hall изд.). Courier Dover Publications. стр. 313. ISBN 0-486-69690-1. 
  7. ^ Matthew A. Trump; W. C. Schieve (1999). Classical Relativistic Many-Body Dynamics. Springer. стр. 99. ISBN 0-7923-5737-X. 
  8. ^ A S Kompaneyets (2003). Theoretical Physics (Reprint of the 1962 2nd изд.). Courier Dover Publications. стр. 118. ISBN 0-486-49532-9. 
  9. ^ M Srednicki (2007). Quantum Field Theory. Cambridge University Press. Chapter 4. ISBN 978-0-521-86449-7. 
  10. ^ Carlo Rovelli (2004). Quantum Gravity. Cambridge University Press. стр. 98 ff. ISBN 0-521-83733-2. 

LiteraturaУреди

Spoljašnje vezeУреди

  •   Медији везани за чланак Referentni sistem на Викимедијиној остави