مشاوره رایگان تحصیلی
منو

نظریه سی. پی. اچ. و نسبیت خاص

مقدمه:

نسبیت خاص با نفی دستگاه مرجع مطلق «اتر» با دو اصل موضوع:

1 - قوانین فیزیک در تمام دستگاه های لخت یکسان است.

2 - سرعت نور در فضای تهی نسبت به همه ی ناظران لخت ثابت و برابر c است.

مطرح شد. دست آوردهای این دو اصل بسیار مهم بود و تاثیر عمیقی بر کل دستگاه فیزیک و اندیشه ی بشریت داشت. در اینجا خواهیم دید که چگونه اصول نسبیت خاص را می توان از اصل سی. پی. اچ. نتیجه گیری کرد و آنگاه زمان و ماهیت فیزیکی آن مورد بررسی قرار می گیرد.

جدول ویژگیهای سی. پی. اچ.

رابطه (4) با اقتباس از هامیلتونی تعریف شده است. همچنانکه در فصل 65 بیان شد لاگرانژین بصورت تفاصل انرژی پتانسیل از انرژی جنبشی تعریف می شود و هامیلتونی مجموع این دو انرژی است، یعنی:

لاگرانژین L=T-U

هامیلتونین H=T+U

T انرژی جنبشی و U انرژی پتانسیل

 چون در نظریه سی. پی. اچ.، اسپین یکی از کمیتهای بنیادی است، و با استفاده از اسپین سی. پی. اچ. ، پدیده های فیزیکی قابل توجیه هستند، لذا با تعدیل در هامیلتونی، بجای انرژی پتانسیل، انرژی اسپینی منظور شده است.

ناظر  لخت و قانون فیزیکی

ناظر لخت، ناظری است که تمام آزمایشها برای وی نشان دهنده ی درستی قانون اول نیوتن باشند. یعنی هیچ تغییری حرکت جسم مورد آزمایش ایجاد نشود، مگر آنکه نیرویی عامل تغییر باشد. در نظریه سی. پی. اچ. با توجه به رابطه ی 3 (جدول ویژگیهای سی. پی. اچ.) مقدار سرعت سی. پی. اچ. همواره ثابت است و هر تغییری در سرعت ناشی از تبدیل سرعت انتقالی به دورانی و بالعکس است. این اصل ساده و صریح، ترسیم کننده ی تمام مشاهدات فیزیکی است.

بدون دخالت یا تغییر عوامل محیط آزمایش، هیچگونه تبدیلی بین اسپین و سرعت انتقالی سی. پی. اچ. های تشکیل دهنده ی ذرات/اجسام، امکان پذیر نیست. بنابراین ناظر لخت هر تغییر و تبدیلی بین اسپین و سرعت انتقالی ناشی از عامل محیطی خواهد دید. و چون تمام تغییرات فیزیکی سیستم تابع نحوه و میزان تغییر اسپین سی. پی. اچ. ها است، بنابراین از دید هر ناظر لختی، تحت شرایط و عوامل یکسان، میزان و نحوه تغییر اسپین و سرعت انتقالی، یکسان خواهد بود. لذا اصل سی. پی. اچ. ایجاب می کند که قوانین فیزیکی برای همه ی ناظران لخت یکسان باشد.

 

سرعت نور

چرا سرعت نور نسبت به همه ناظران لخت در فضای تهی ثابت و برابر c است؟

ثابت سرعت نور در نسبیت به عنوان یک اصل بین شده است. تمام تجارب نشان می دهد که این اصل درست است. اما واقعاً چرا سرعت نور ثابت است؟ در نظریه سی. پی. اچ.، فوتون از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل می شوند که همه ی آنها در ساختمان فوتون دارای حرکت دورانی (اسپین) هستند (شکل زیر). همچنانکه قبلاً نیز بیان شد، هرچند که از سی. پی. اچ. بعنوان ذره یاد می شود، اما هیچ شکلی برای آن منظور نمی شود.

 

نور، بسته های انرژی به نام فوتون است که فوتون نیز از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود.

همچنانکه در شکل بالا نشان داده شده است، سی. پی. اچ. ها در ساختمان فوتون دارای اسپین هستند و فوتون نیز دارای اسپین است که با سرعت انتقالی c نسبت به دستگاه لخت حرکت می کند.

سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون دارای حرکت های محتلفی از جمله اسپین،

حرکت در میدانهای الکتریکی و مغناطیسی است. همچنین از حرکت اسپینی فوتون سهم می برد

و همراه فوتون با سرعت c منتقل می شود.

حرکت سی. پی. اچ. در میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی در اطراف محورهای y و z ناشی از خاصیت بار-رنگی و مغناطیس -رنگی آن است. فوتون دارای اسپین است و سی. پی. اچ. نیز در حرکت اسپینی فوتون سهیم است. همچنین همراه فوتون با سرعت c منتقل می شود، علاوه بر آن خود سی. پی. نیز دارای اسپین است. حال اگر مجموع مقدار سرعت های انتقالی فوتون را با v نشان دهیم، واضح است که v>c . چون طبق اصل سی. پی. اچ.

  VCPH=Constant و gradVCPH=0

بنابراین:

(v>c)+Vs=VCPH

هنگامیکه یک فوتون شکل می گیرد، خواص باررنگی و مغناطیس -رنگی عامل حرکت سی. پی. اچ. ها در میدانهای مغناطیسی و الکتریکی اطراف فوتون هستند. اسپین فوتون نیز به دلیل gradVCPH=0 است. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی نیز دائماً در حال تغییرند، و همین عوامل موجب ایجاد اسپین فوتون می گردد. لذا ثابت بودن سرعت انتشار فوتون (نور) در خلاء تابع نیروهای اعمال شده بر ذرات تشکیل دهنده ی آن (سی. پی. اچ. ها) و محیط انتشار است. لذا در خلاء و در دستگاه لخت که این نیروها ثابت هستند، سرعت انتشار فوتون نیز ثابت است. اما در سایر محیط ها (مثلاً آب) که نیروهای عمل کننده تغییر می کنند، سرعت انتشار نور نیز تغییر می کند. اما این تغییر به معنی کاسته شدن از مقدار سرعت سی. پی. اچ. ها نیست، بلکه قسمتی از حرکت انتقالی سی. پی. اچ. به اسپین تبدیل می شود و به محض آنکه عوامل خارجی محیط بر داشته می شود (نور از آب خارج شده و وارد خلاء می شود)، دوباره سرعت انتقالی به مقدار قبلی c باز می گردد. 

 

اسپین سی. پی. اچ.

بنابر اصل سی. پی. اچ. حرکت سی. پی. اچ. در خلاء مطلق مستقیم و برابر VCPH و بدون اسپین است (خلاء مطلق محیطی که در آنجا هیچ اثری از ماده، انرژی و حتی گرانش نباشد). بنابر این اسپین سی. پی. اچ. ناشی از یعنی وجود سایر سی. پی. اچ. ها است. چون میدان الکتریکی و مغناطیسی نیز از سی. پی. اچ. تشکیل می شوند، بنابراین عبور سی. پی. اچ. از این میدانها موجب افزایش اسپین آن می شود. از طرف دیگر نور متشکل از فوتونها است و فوتونها نیز به نوبه ی خود از سی. پی. اچ. ساخته شده اند که دارای اسپین می باشند. بنابراین هرچه شدت میدان بیشتر باشد، سرعت اسپینی سی. پی. اچ. های داخل ساختمان فوتون نیز بیشتر خواهد شد و از سرعت انتقالی آن کاسته می شود.

هرچه چگالی محیط بیشتر باشد، اسپین سی. پی. اچ. ها نیز بیشتر است.

این امر نه تنها در مورد نور صدق می کند، بلکه در حالت کلی نیز درست است.

نور هنگام عبور از محیط مادی از اطراف یا میان اتمها و مولکولها عبور می کند و تحت تاثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آنها قرار میگیرد و بر سرعت اسپینی سی. پی. اچ. های فوتون افزوده شده و از مقدار سرعت انتقالی آنها کاسته می شود.

علاوه بر آن چگالی سی. پی. اچ. داخل فوتون نیز در تغییر مسیر نور (شکست نور ) هنگام عبور از یک محیط به محیط دیگر نیز موثر است. هرچه چگالی سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون کمتر باشد، انحراف آن نیز کمتر است.

هرچه چگالی سی. پی. اچ. در فوتون بیشتر باشد، زاویه شکست نیز بیشتر است.

حال دستگاه های لخت و فضای تهی را در نظر بگیرید، در محیط انتشار هیچ نیرویی وجود ندارد که بر اسپین سی. پی. اچ. های فوتون تاثیر بگذارد. بنابراین سرعت آن ثابت است. که این دقیقاً اصل ثابت بودن سرعت نور در نسبیت خاص است.

گشتاور بار-رنگ

فرض کنیم فوتونی از کنار یک مولکول در حال عبور است. فوتون از میدان الکتریکی یا مغناطیسی عبور می کند. این میدانها از بار-رنگها یا مغناطیس رنگها تشکیل شده اند که بر بار - رنگی (یا مغناطیس- رنگی) سی. پی. اچ. های فوتون تاثیر می گذارند و بر آن گشتاور نیرو وارد می کنند.

بار-رنگها بر یکدیگر گشتاور نیرو وارد می کنند.

اعمال گشتاور نیرو توسط بار-رنگها بر یکدیگر موجب افزایش اسپین آنها می گردد. یعنی همانطور که محیط انتشار بر فوتون اثر می گذارد، فوتون نیز بر محیط تاثیر دارد. همچنانکه فوتون در حال عبور از میدان است، بنا بر نزدیک شدن یا دور شدند بار-رنگاه از یکدیگر، دائماً اسپین آنها کم و زیاد می شود و آنچه را که به عنوان سرعت نور در محیط های مختلف اندازه گیری می کنیم، میانگین این سرعت ها است. اعمال گشتاور موجب افزایش اسپین سی. پی. اچ. ها می شود. اما چون طبق اصل سی.پی. اچ. :

  VCPH=Constant و gradVCPH=0

مقدار سرعت سی. پی. اچ. ثابت است، لذا سرعت انتقالی آن کاهش می یابد.  و در غیاب میدانهای خارجی در مسیر حرکت فوتون، سرات آن برابر سرعت نور و نسبت به تمام دستگاه های لخت ثابت و برابر c است.

 

 فصل 78: تعریف سی. پی. اچ. و ویژگیهای آن

فصل 79: نظریه سی. پی. اچ. و قانون دوم نیوتن

فصل 80: نظریه سی. پی. اچ. و نسبیت خاص

فصل 81: نظریه سی. پی. اچ. و زمان

فصل 82: تابع زمان و قضیه کار انرژی

فصل 83: معادلات الکترومغناطیس و میدان گرانشی

فصل 84: نیروی الکتریکی موثر هسته بر الکترونها

فصل 85: سرعت نور و نظریه سی. پی. اچ.

فصل 86: بار - رنگها فضا را خمیده می کنند

فصل 87: سوال و جواب مورد سی.پی.اچ

 بازگشت به فهرست کتاب




www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
نیروی کشسانی فنر (2 پاسخ)
جریان ac و dc (2 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (0 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (1 پاسخ)
خواص ذرات و تعمیمش به خواص جهان (0 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (8 پاسخ)
آیا ریل‌های قطارهایی که مگلو نیستند هم آهنربا می‌شوند؟ (3 پاسخ)
پیشنهاد سرن برای ایجاد یک برخورد دهنده بزرگتر (0 پاسخ)
انتقال انرژی در مدار های الکتریکی از دید کوانتومی (0 پاسخ)
محبوس شدگی کوارکی (2 پاسخ)
ایراد معادله پیوستگی (40 پاسخ)
یادگیری فیزیک انفرادی (4 پاسخ)
حل مسائل کتاب معادلات دیفرانسیل بویس (0 پاسخ)
معما های سخت (330 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (1 پاسخ)
تست هوش واقعی (32 پاسخ)
کتاب پایه برای فیزیک کوانتوم چیست؟ (4 پاسخ)
عکسی دروغین؟! (15 پاسخ)
نامرئی کردن با شکست نور (3 پاسخ)
درخواست کتاب فارسی ریاضی فیزیک آرفکن (4 پاسخ)
انرژی اشعه بتا (1 پاسخ)
تبدیل میدان مغناطیسی به میدان الکتریکی (1 پاسخ)
باز بهنجارش اختلالی (0 پاسخ)
استفاده از شبکه ی اسپین و فوم اسپین برای برهمکنش های ریسمان (0 پاسخ)
معادله زمان شرودینگر (3 پاسخ)
نظریه ریسمان (7 پاسخ)
تولید ماده و نظریه ریسمان (1 پاسخ)
اگر زمان وجود نداشت چه می شد،پیامد های آن چیست؟ (83 پاسخ)
4 سوال از مکانیک ۲ دانشگاه (5 پاسخ)
چاه (تابع) پتانسیل (1 پاسخ)
انیشتین و واقعیت کوانتومی (0 پاسخ)
فضای تکانه (5 پاسخ)
بوزون هیگز، امپراطور تمام ذرات (0 پاسخ)
چیزی بعنوان نیروی گریز از مرکز وجود ندارد! (36 پاسخ)
چرا ماده از پاد ماده بیشتر است؟ (0 پاسخ)
میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
جفت شدگی ریسمان‌ها و غشا‌ها (0 پاسخ)
وزنه و فنر در آسانسور (2 پاسخ)
ضرب خارجی بردار مکان (1 پاسخ)
تابش ذره باردار شتاب دار در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
سوال در مورد استوکس (15 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (12 پاسخ)
ریاضیات را چگونه آغاز کنیم؟! (3 پاسخ)
باتری‌های هسته ای (0 پاسخ)
ماشين زمان كي ساخته مي شود؟ (71 پاسخ)
نحوه کار برقگیر (0 پاسخ)
تفاوت جاذبه با گرانش چیست؟ (42 پاسخ)
خم کردن پرتو نور (13 پاسخ)
چرا ابرها سفید هستند؟ (7 پاسخ)
بسط سامرفلد و اثبات آن (0 پاسخ)
ارشد فیزیک پیام نور (1 پاسخ)
نظریه نسبیت قانون بقای جرم و پایستگی انرژی را نقض می‌کند؟ (2 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (1 پاسخ)
باردار کردن رسانا با باطری (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (221 پاسخ)
ابهام در مورد اصل فرما (اصل کمترین زمان) (4 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (975 پاسخ)
معرفی کانال های تلگرام فیزیک (9 پاسخ)
نیروی محرکه القایی در میدان مغناطیسی (0 پاسخ)
فیزیک کوانتوم (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
منبعی جدید برای تغذیه‌ی سیاه‌چاله‌ها
انتظار دانشمندان برای برخورددهنده‌ای قدرتمندتر از سرن
خطر رونق تجارت قانونی عاج ماموت‌ها
پیشگیری از عوارض جانبی داروهای شیمی‌درمانی
شهرهای متکی بر انرژی خورشیدی
چه قومی برای اولین بار، ستاره‌ی راس‌الغول را کشف کرد؟
ذوب شدن لایه‌های یخی، چندین تُن متان را به جو آزاد می‌کند!
فریب تبلیغات محصولات آرایشی و بهداشتی پوست و مو را نخورید!
با غار اسباب بازی‌های مانی آشنا شوید!
رابطه‌ی انسان و ربات‌ها چقدر عمیق خواهد شد؟
نگاهی نزدیک به انفجار رازآلود در فاصله‌ی ۲۰۰ میلیون سال نوری
شناسایی سه گروه گیاهی باستانی در اردن
معجزه‌ی تکنولوژی در جراحی‌های آینده!
رمز و رازهای چگونگی تکثیر دی‌ان‌ای
کشف استخوان‌ها و ابزارهای سنگی ۲.۴ میلیون ساله
کهکشان مثلث؛ مادری نمونه برای زایش ستاره‌ها
فوتوسنتز بیشتر، راهی برای افزایش تولید محصولات!
تحلیلی ژنتیکی برای یافتن ریشه‌های دو اختلال روانی رایج!
رقابت سخت هوندا آکورد قابل اعتماد در برابر کیا اپتیمای پرفروش
ورزش چگونه باعث کاهش حجم چربی شکم می‌شود؟
شاید جهان ما در حال گسترش به سوی بُعد دیگری باشد.
آزمایش روش درمانی جدید برای مقابله با سرطان
کشف سیارک غنی از کربن در کمربند کویپر
گوگل در دادخواهی تکنولوژی تشخیص چهره، پیروز شد!
گیاهان برای تمامی فصل‌ها برنامه دارند!
رصد سیاهچاله‌های همدم پُرجرم، در ادغام‌های کهکشانی
با پرچم‌دار جدید کمپانی فولکس واگن آشنا شوید.
مجله علمی ایلیاد ۲ ساله شد!
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۹
کشف پرنده‌ی ترسناک باستانی در بریتانیا
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
دانلود کتاب رادیواکتیویته و پرتوزایی (1+)
کمبود ویتامین دی، عاملی برای ابتلا به اسکیزوفرنی (0+)
مشاهده‌ی ستاره‌های دوتایی منحصربه‌فرد (0+)
محققان دو گونه‌ی جدید از قارچ خوراکی را کشف کردند. (0+)
تجربه‌ی لذت بخش رانندگی با مرسدس E200 2017 (0+)
منشاء اجداد فنلاندی‌ها، کشف شد. (0+)
کاتالیزوری ژله‌ای برای تولید سوخت‌های هیدروژنی (0+)
آیا این هرم مریخی، ساخته‌ی فرازمینی‌ها است؟ (0+)
بحران زباله در جهان تا چه حد جدی است؟ (0+)
همراهی انسان و ربات! مزیت یا خطر؟ (0+)
نگاهی به مشکلات اصلاح ژنتیکی در تولد نوزادان (0+)
معماری پردازنده‌ای با الگویی از کیوبیت‌ها (0+)
مانعی میکروبی در انتشار گازهای گلخانه‌ای (0+)
کشف کریسمسی در سیاره‌ی سرخ (0+)
مصاحبه وبلاگ BMW با نادر فقیه‌زاده (0+)
ادامه ...