جستجو در همين سايت

 برای دریافت آموزشهای ویژوال بیسیک میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی برنامه نویسی ویژوال بیسیک مشاهده کنید.این آموزشها در صفحه اصلی قرار داده نمیشوند.

 برای دسترسی سریع به مطالبی که فایلهایی برای دانلود دارند، میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی دانلودهای فیزیک  یا دانلودهای رایانه مشاهده کنید.

بنام یگانه هستی بخش دانا

مقدمه:1-مطالعه مطالب قبل یعنی دستگاه لخت و سرعت نور در فهم بهتر این بحث کمک میکند،بنابراین بهتر است قبل از خواندن این مطلب ،مطالب یاد شده مطالعه گردد.2-فهم این بحث نیاز به خواندن آرام و با تامل و دقت را دارد، پس اگر این حوصله را ندارید بهتر است که خوانده نشود.

نسبیت به زبان ساده

تمام داستانی را که در مطلب قبل گفتم برای این بود که در اینجا میخواهم دو دستگاه لخت را که نسبت به همدیگر در حال حرکت هستند را بررسی کنم مثلا دو موشک فضایی A و B که یکی با سرعت V(وی) در حال فاصله گرفتن از دیگری است.(توجه داشته باشید که ممکن است یکی ثابت و دیگری با سرعت V از آن در حال دور شدن است یا هر دو در یک جهت حرکت میکنند و سرعت یکی دوبرابر دیگری است یعنی یکی V و دیگری 2V ویا هر دو در خلاف جهت هم و با سرعت V/2 در حال دور شدن از هم و یا نزدیک شدن به هم هستند)از همینجا نسبیت شروع میشود کسی که درون متحرک A است فضاپیمای خود را ثابت فرض میکند و فضاپیمای B را میبیند که با سرعت V  در حال نزدیک شدن و یا دور شدن از اوست.این وضعیت برای سرنشین B نیز بوجود می آید یعنی اینبار او میگوید که  فضاپیمای B ساکن است و A با سرعت V در حال دور شدن است ولی در خلاف جهتی که سرنشین A میگوید.و یا ناظر سوم (C) که سوار بر این دو فضاپیما نیست چیز دیگری میبیند. ما این موضوع را هنگام رانندگی تجربه کرده ایم چرا که میتوان فرض کرد که ماشین ما ثابت است و ماشین دیگری با سرعت به سمت ما می آید و یا از ما دور میشود.(یعنی همه مشاهدات ما نسبی هستند و بستگی به ناظر دارد)

در فیزیک کلاسیک مجموعه روابطی وجود دارد که میتواند موقعیت مکانی و زمانی و سرعت و شتاب هر متحرک را نسبت به دستگاه انتخابی خود بدست آورد که به تبدیلات گالیه یا نیوتن معروفند.چیزیکه در این تبدیلات فرض شده است بینهایت بودن سرعت نور است و این عامل اختلاف بین نسبیت نیوتنی و نسبیت انشتین است چرا که در نسبیت انشتین دیگر سرعت نور بینهایت نیست (مطابق با آنچه در مطلب قبل درباره سرعت نور گفتم) بلکه مقدار مشخصی دارد.از آنجاییکه ثبت اطلاعات توسط ما بوسیله نوری است که دریافت میکنیم بنابراین هنگام مشاهده و محاسبه این تفاوت بین فیزیک کلاسیک و نسبیت اثر خود را نشان میدهد.

مثال: دو فضا پیمای قبلی A و B را در نظر بگیرید.دستگاههای مختصات زیر هریک توسط هر ناظر در این دو فضا پیما برای محاسبات خود در نظر گرفته شده است.حال فرض کنید که که متحرک B (با سرعت V ) هنگام دور شدن از متحرک A دو علامت نوری را با فاصله زمانی مشص بفرستد.

ناظر A که خود را نسبت به دستگاه خود ثابت میبیند و بنظر او متحرک B با سرعت V در حال دور شدن است دو علامتی را که متحرک B فرستاده پس از مدتی دریافت میدارد ولی این مدت زمان برای A و B یکسان است؟ مثلا فرض کنید که ناظرمتحرک B پس از فرستادن علامت اول کرونومتری(زمانسنج) را که در دست دارد را به کار اندازد و بعد از قرستادن علامت دوم زمانسنج را متوقف کند،بنا براین فاصله زمانی بین دو علامت را ثبت شده روی زمانسنج خود دارد،مثلا 5 ثانیه . حال ناظر A را در نظر بگیرید که با مشاهده علامت اول زمانسنج خود را به کار اندازد وبا دیدن علامت دوم آنرا متوقف کند.بنظر شما آیا زمانی که A نیز اندازه میگیرد همانی است که B اندازه گرفته(5 ثانیه).اگر سرعت نور یا همان علامتی که ما فرستادیم بینهایت میبود،این حرف درست در می آمد ولی با توجه به محدود بودن سرعت نور خیر.

به شکل زیر توجه کنید.

 زمانی کمتر از A را اندازه گرفته بود پس جابجایی را که اندازه خواهد گرفت نیز به همین نسبت کمتر خواهد شد بعبارت دیگر میتوان گفت که طول کوتاهتر شده است.

برای اینکه بتوان مکان و زمان را در در این حالت به هم ربط داد و روابطی پیدا کرد که بتوان با آنها مکان یا زمان را ناظری از دید ناظر دیگر تشخیص دهد مجموعه روابطی در نسبیت وجود دارد که به تبدیلات لورنتس معروف است و بیان آنها پیچیدگیهایی دارد که از گفتن آنها صرفنظر میکنم.توجه داشته باشید که در تبدیلات گالیله چون سرعت نور بینهایت فرض شده بود بنابراین در تعیین مکان یک جسم زمان اهمیت نداشت چرا که ما مکان یک جسم را بلافاصله در هر جایی که بود میتوانستیم با سه بعد طول ، عرض و ارتفاع  مشخص کنیم ولی در نسبیت چون سرعت نور محدود است بسته به اینکه نقطه مورد نظر در چه فاصله ای از ما باشد ، زمان رسیدن اطلاعات به ما متفاوت خواهد بود بنابراین در بیان مختصات یک جسم عامل دیگری به نام زمان اضافه میشود که به همراه سه بعد قبلی، چهار بعد را میسازند.بخاطر همین هم میگویند فضا دارای چهار بعد است.

برخی کتابها یا بعضی افراد را دیده ام که برای توضیح نسبیت، این پدیده را طوری توضیح میدهند که گویی تنها یک تفاوت در دید ناظرها است و در واقع اتفاق خاصی نمی افتد و فقط بخاطر محدود بودن سرعت نور و دیرتر رسیدن نور سبب شده ما در محاسبتمان این تفاوتها را مشاهده کنیم . ولی باید این را بدانید که این تفاوتها واقعی هستند و بدلیل تغییری که در ساختار فضا برای ناظری که با سرعت در حرکت است، بوجود می آید.توضیح بیشتر در این سطح شاید کمی زود باشد بنابراین تا همینجا کافی است.انشاالله در مطلب بعد برخی از روابط ساده نسبیت را بیان میکنم.

نمايش اين کد فقط در ادامه مطلب براي قرار کد مورد نظر به ويرايش قالب مراجعه کنيد
برچسب ها : نسبیت،مکانیک،انشتین , دستگاه های فیزیکی , نسبیت , انشتین , نیوتن ,

مطالب مرتبط
ارسال فایلهای تدریس
ارسال جزوه نانو
ساعت آفتابی
آزمایشگاه مجازی فیزیک
تمرینهای تکمیلی فصل2 ، 3 و 4 -فیزیک2
واندوگراف
نرم افزار بخشهای نور فیزیک1
سرعت فرار و اشتباهات رایج
نسبیت 4-برخی فرمولهای ساده نسبیت
نسبیت2-سرعت نور