โรงเรียนบ้านนาเหนือ

หมู่ที่ 1 บ้านนาเหนือ ตำบลยางค้อม อำเภอพิปูน จังหวัดนครศรีธรรมราช 80270

Mon - Fri: 9:00 - 17:30

075-355754

การแปลงลอเรนซ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพกลศาสตร์นิวตันและสมการ

การแปลงลอเรนซ์ ประเภทของกรอบอ้างอิงที่สร้างกฎข้อที่หนึ่งของกลศาสตร์ของนิวตัน รวมถึงกฎของความเฉื่อยเรียกว่า กรอบเฉื่อย สูตรและข้อสรุปของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ใช้ได้เฉพาะในระบบเฉื่อยเท่านั้น ระหว่างการแปลงพิกัด การแปลงลอเรนซ์ นอกจากนี้ยังสามารถเขียนในรูปแบบของกลุ่มลอเรนซ์การแปลงลอเรนซ์

เนื่องจากไม่มีการพิสูจน์เฉพาะที่นี่ การแปลงงลอเรนซ์ สามารถตรวจสอบได้ตามคำจำกัดความของกลุ่มหรือสามารถหาตำราเกี่ยวกับทฤษฎีกลุ่มได้ โดยที่เป็นข้อมูลทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย มีสันนิษฐานว่า การเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอของอวกาศหนึ่งเมตรเป็นข้อมูลพิกัดเวลา 1 วินาที แสงในความเร็วการแพร่กระจายสุญญากาศ รวมถึงระบบสัมพันธ์ความเร็ว

การแปลงลอเรนซ์เป็นการแปลงเชิงเส้นโดยที่พิกัดกาล เนื่องจากอวกาศจะถูกแทนที่ด้วยช่วงพิกัด และรูปแบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นพิกัดกาลอวกาศในการแปลงลอเรนซ์จึงถือได้ว่า เป็นช่วงพิกัดแบบพิเศษ ตัวอย่างเช่น x, y, z คือการกระจัดในระบบเฉื่อย K และ t คือช่วงเวลาในระบบเฉื่อย ดังนั้นการกระจัดในเฟรมเฉื่อย K และ t คือช่วงเวลาในเฟรมเฉื่อย K ที่นี่ระบบ K ซึ่งถูกเลือกเพื่อให้แกนพิกัดขนานกัน

จุดกำเนิดพิกัดของทั้งสองระบบตรงกัน ในช่วงเวลาเริ่มต้นดังนั้น การแปลงที่ระบุในที่นี้คือ การแปลงแบบพิเศษของลอเรนซ์ โดยไม่มีการหมุนในอวกาศ โดยทั่วไปมันคือการแปลง K ในส่วนที่เกี่ยวกับระบบแกนพิกัด K ถูกหมุนเพื่อสร้างรถไฟของพื้นที่ใดๆ โดยทั่วไปจะเรียกว่า การแปลงแบบลอเรนทซ์ที่สอดคล้องกัน

นอกจากนี้หากต้นกำเนิดของทั้งสองระบบไม่เกิดขึ้นพร้อมกัน ในช่วงเริ่มต้นการแปลงที่สอดคล้องกันคือ การเพิ่มค่าคงที่ซึ่งจะเรียกว่า การแปลกาลอวกาศ ทางด้านขวาของแต่ละสูตร ในการแปลงลอเรนซ์เพื่อให้ไม่เท่ากัน การแปลงเชิงเส้นการแปลงลอเรนซ์เป็นนิพจน์เชิงสัมพันธ์พื้นฐานที่สุด ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งสะท้อนว่า เวลาและพื้นที่นั้นแยกกันไม่ออก

ในการระบุเหตุการณ์ ต้องใช้พิกัดพื้นที่สามพิกัดและพิกัดครั้งเดียวพร้อมกัน ซึ่งประกอบด้วย 4 พิกัด ข้อมูลสเปซของเรียกว่า สเปซ 4 มิติ รวมถึงสเปซ 4 มิติของเวลาที่ความเร็วต่ำ ความเร็วของสสารที่สังเกตพบนั้น ช้ากว่าความเร็วของแสงมาก เนื่องจากอัตราการเปลี่ยนรูปลอเรนซ์อยู่ที่ประมาณ 1 ซึ่งเสื่อมลงเป็นการเปลี่ยนแปลงของกาลิเลียนโดยประมาณ

กลศาสตร์สัมพัทธภาพถูกสร้างขึ้นโดยหลักการสัมพัทธภาพ กลศาสตร์นิวตันและการแปลงลอเรนซ์กลศาสตร์ของนิวตัน เป็นรูปแบบพิเศษของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เมื่ออัตราการแปลงลอเรนซ์อยู่ที่ประมาณ 1 ที่ความเร็วต่ำ กลศาสตร์สัมพัทธภาพพิเศษจะคล้ายกับกลศาสตร์ของนิวตัน

ทฤษฎีบทการบวกความเร็ว เนื่องจากอัตราการเปลี่ยนแปลงลอเรนซ์ของพิกัดกาลอวกาศต่างกัน ข้อมูลการเคลื่อนที่ของนาฬิกาอ้างอิงต่างกัน ความเร็วในการสังเคราะห์จึงไม่ใช่การบวกและลบทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย หากพิกัดเวลาและพิกัดพื้นที่ในการแปลงลอเรนซ์ การอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุจากนั้น ใช้การแปลงเวลาเพื่อลบการแปลงพิกัดพื้นที่ทั้งสาม เพื่อให้ได้สูตรการบวกความเร็วของไอน์สไตน์

หากกรอบเฉื่อยปรากฏขึ้น เหตุการณ์ทางกายภาพเชิงพื้นที่ 2 เหตุการณ์ที่แตกต่างกันซึ่งเกิดขึ้นที่จุดเวลาเดียวกัน กรอบเฉื่อยของระบบเฉื่อยอื่นของการเคลื่อนไหวของความคิดเห็นนี้ ไม่จำเป็นต้องสัมพันธ์กับช่วงเวลาเดียวกัน เวลาเป็นข้อมูลพิกัดเพราะมันคือ ปกติที่สองจุดที่ตำแหน่งที่แตกต่างกันแบบเดียวกับที่มิติเวลาประสานงาน ในบางระบบพิกัดแตกต่างกันในระบบพิกัดอื่น

ดังนั้นในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ แนวคิดเรื่องความพร้อมกัน จึงไม่มีความหมายสัมบูรณ์อีกต่อไป ข้อมูลพิกัดไม่สัมบูรณ์และข้อมูลพิกัดทั้ง 4 ของจุดเดียวกัน ในระบบพิกัดที่ต่างกันจึงแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง การสัมพันธ์กับความเฉื่อยของระบบเท่านั้น ความหมายสัมพัทธ์ อย่างไรก็ตาม สำหรับ 2 เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่จุดเดียวกันในอวกาศ ความพร้อมกันยังคงมีความหมายที่แน่นอน

จุดเวลาที่ต่างกัน 2 จุดที่มีพิกัดอวกาศ 3 มิติเหมือนกัน เพราะยังคงเป็นจุดเวลาที่ต่างกันสองจุด อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษกำหนดเวลาที่แตกต่างกันทั้งสองนี้ โดยชี้ระยะทางมิติเวลาของเทียบเท่าและระบุมีความหมายที่แน่นอน
พิกัดเวลาและเวลาโดยธรรมชาติ เวลาที่บันทึกโดยนาฬิกามาตรฐานเดียวกันเรียกว่า เวลาโดยธรรมชาติ ช่วงเวลาของความแตกต่างระหว่างเวลาที่บันทึกโดยนาฬิกามาตรฐานสองนาฬิกา

ที่วางในสถานที่ต่างกันเรียกว่า เวลาพิกัด เวลาทางกายภาพ หมายถึงเวลาจริงที่วัดได้โดยตรง ซึ่งสอดคล้องกับเวลาโดยธรรมชาติ ในขณะที่การประสานงานเวลา มีความเกี่ยวข้องกับความหมายของความพร้อมกัน และไม่ได้เป็นตรงวัดที่สังเกตได้ เพราะนี่คือเนื้อหาในเรขาคณิต หากผู้อ่านที่ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม ซึ่งเกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพ

เมื่อเส้นตรงของโฟตอนเดียวกันเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในระบบพิกัดอวกาศ เป็นข้อมูลพิกัดเวลาของมาตราส่วนแกนพิกัดเวลาที่มีอยู่โดยธรรมชาติ การเลือกโฟตอนที่เคลื่อนที่อย่างอิสระอย่างสม่ำเสมอในระบบพิกัดเวลา เวลาคือข้อมูลพิกัดเวลาของมาตราส่วนแกนพิกัดเวลา เป็นเวลาโดยธรรมชาติเมื่อเทียบเท่าจะเรียกว่าเวลาพิกัด

การขยายเวลาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เป็นผลลัพธ์ของการสันนิษฐานทางคณิตศาสตร์และตรรกะทางคณิตศาสตร์ ตัวชี้ของนาฬิกาเคลื่อนที่ในอัตราที่ช้ากว่า เมื่อนาฬิกาอยู่กับที่นี่คือการชะลอตัวของนาฬิกา หรือผลกระทบของการขยายเวลา พิจารณานาฬิกามาตรฐานที่หยุดนิ่ง ณ จุดใดจุดหนึ่งในระบบ K เพราะนั่นคือ ช่วงพิกัดอวกาศเป็นศูนย์ x =0, y =0, z =0 ณ เวลานี้ สามสมการแรกในลอเรนซ์

การเพิ่มอายุขัยของรังสีคอสมิกมิวออนยังสามารถอธิบายได้ ด้วยมุมมองของการหดตัวของความยาว โมเมนตัมสัมพัทธภาพและพลังงานในทฤษฎีสัมพัทธภาพทฤษฎี รวมถึงบทพลังงานจลน์ยังคงมีอยู่ แต่รูปแบบของพลังงานจลน์ต่างกัน มีคำจำกัดความของโมเมนตัม เพราะยังคงเป็นผลคูณของมวลและความเร็ว ความสัมพันธ์ระหว่างมวลและพลังงาน

เพราะช่วยขยายความเข้าใจของผู้คนเกี่ยวกับแนวคิดทั้งสอง รวมถึงเรื่องมวลและพลังงานอย่างมาก โดยเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของมวลกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองคือ พลังงานมหาศาลที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย การสูญเสียในมวลของอนุภาคก่อนและหลัง

มีการระเบิดปรมาณูและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สร้างขึ้นจากหลักการนี้ แม้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับพลังงานจะเป็นสมมติฐานของไอน์สไตน์ แต่ก็ได้รับการยืนยันจากแนวปฏิบัติจำนวนมาก เพราะเป็นวิธีใหม่สำหรับมนุษยชาติในการพัฒนาและใช้พลังงาน รวมถึงความสัมพันธ์คุณภาพของความเร็ว

 

 

บทควาทที่น่าสนใจ :  โรคปอด คั่นระหว่างหน้าเป็นอาการปอดที่พบบ่อยที่สุดของโรคเนื้อเยื่อ