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
● تحصیل در کانادا
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
چاه (تابع) پتانسیل (2 پاسخ)
بهترین روش ذخیره انرژی چیست؟ (7 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (9 پاسخ)
سوال در مورد ترانس افزاینده ولتاژ (1 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی (46 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار فيزيك... (81 پاسخ)
فضای دوگان چیست؟ (0 پاسخ)
زمان و اتم (1 پاسخ)
حرکت ذره باردار در میدان الکتریکی و مغناطیسی ثابت (7 پاسخ)
حرکت بر اساس خمش فضازمان (1 پاسخ)
محاسبه خط ترمز خودرو (19 پاسخ)
نیمه رسانا (10 پاسخ)
برانگیخته شدن الکترون (1 پاسخ)
بيگانه ها (11 پاسخ)
قطار انیشتین (19 پاسخ)
ردیف هفتم جدول تناوبی تکمیل شد (2 پاسخ)
فرمول طلایی (0 پاسخ)
اندازه حرکت، انرژی (3 پاسخ)
دافعه قطب های آهنربا (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (16 پاسخ)
ممان الکتریکی و مغناطیسی (4 پاسخ)
پرواز بر روی ماه (10 پاسخ)
پرسشهایی درباره ی بالن ها (13 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (51 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور درد دندان را تسکین دهیم؟
ساخت مایعی با خاصیت مغناطیسی
مغز بزرگ یا شکم بزرگ؟
هوش‌مصنوعی چگونه پیشرفت می‌کند؟
چگونه بر ترس خود غلبه کنیم؟
میکروب‌ها چگونه انرژی لازم برای رشد خود را تولید می‌کنند؟
کاوش در جمعیت ستاره‌های کهکشان راه‌شیری
راهی برای خلاصی از نیش زنبور عسل
چگونه خوابی راحت داشته باشیم؟
رفتاری که عمر شما را زیاد می‌کند
کشف سیاره‌ای با مداری غیرعادی
تشابه عجیب دایناسوری منقرض شده با پرنده‌ای امروزی
احتمالاً کودکان در رحم مادر به اوتیسم مبتلا می‌شوند!
آثاری هنری متعلق به ۱۱۵،۰۰۰ سال پیش
توده‌ای عجیب در معده‌ی دختر هندی
چگونه از گزش حشرات جلوگیری کنیم و جای نیش آن‌ها را درمان کنیم؟
چگونه با بی‌اشتهایی مقابله کنیم؟
بزرگترین مشکل انسان‌ها در مریخ حل شد
الگوی نسل بعدی هوش‌مصنوعی چیست؟
آیا خوردن آب‌معدنی مضر است؟ شایعه یا واقعیت؟!
چرا این ‌روزها آسمان غروب صورتی‌رنگ دیده می‌شود؟
‌‌‌چگونه‌ می توان از ریزش مو جلوگیری کرد؟
تغییرات آب و هوایی با آینده‌ی بشر چه خواهد کرد؟
کشف فسیل کوچک‌ترین میمون
آتش آمازون را چه کسی روشن کرد؟
حل سریع مکعب روبیک
خاصیت ضددرد ماری‌جوانا
آیا حیات فرازمینی در این منظومه‌ی تازه کشف شده قرار دارد؟
چگونه برنامه‌نویس شویم؟
چطور درست راه برویم تا سالم بمانیم؟
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
چگونه یک برنامه ورزشی خوب داشته باشیم؟ (0+)
پیش‌بینی‌های آب و هوایی دقیق‌تر می‌شوند (0+)
درختان چگونه به کمک زمین می‌آیند؟ (0+)
چطور با والدین خود در مورد موضوعات مهم گفتگو کنیم؟ (0+)
سلامت و تندرستی زنان در گرو ترک الکل (0+)
آیا ما انسان‌ها در بین موجودات خیلی خاص هستیم؟ (0+)
منشاء مهمان ناخوانده‌ی اسرارآمیز در منظومه‌ی شمسی (0+)
چگونه اخبار و مطالب جعلی را تشخیص دهیم؟ (0+)
کهکشان مارپیچی عجیب با چند بازو! (0+)
رژیمی غذایی که حافظه را تقویت می‌کند (0+)
به‌راحتی صاحب لامبورگینی شوید (0+)
اگر زمین سه‌ خورشید داشت، شرایط چگونه می‌شد؟ (0+)
چگونه می‌توان به یک فرد با اعتماد‌به‌نفس بالا تبدیل شد و در زندگی موفق بود؟ (0+)
کشف باستانی عجیب در فسیل‌ یک دایناسور (0+)
گرانش کوانتومی تقارن ندارد (0+)
ادامه ...