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
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
● 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 :
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
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
تداخل دو ناظر در سیستم (3 پاسخ)
آشيل و لاكپشت (36 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (45 پاسخ)
سریع ترین زبان برنامه نویسی برای محاسبات عددی (13 پاسخ)
فرمول نسبت انرژی آزاد شده دو زلزله (3 پاسخ)
منظور پروفسور حسابی از بی نهایت بودن ذرات چه بوده؟ (40 پاسخ)
تفاوت برف و یخ (1 پاسخ)
چرا آهنربا دو قطب دارد؟ (3 پاسخ)
دیامغناطیس ها و عدم واکنش دو آهنربا (2 پاسخ)
رابطه جوشیدن و فشار بخار (15 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خود را از دست مي‌دهد؟ (37 پاسخ)
علت جاذبه زمین؟ (25 پاسخ)
درک بهتر ساختمان منظومه شمسی با کمک وویجرها (0 پاسخ)
باقي ماندن صدا در محيط؟ (51 پاسخ)
آزمایش tone generator (0 پاسخ)
گالری عکس آسمان (647 پاسخ)
3 سوال از جسم صلب (0 پاسخ)
با بازگشت به گذشته اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مردود می شود (8 پاسخ)
دمای پلانک، حد بالای دما و سرعت نور (1 پاسخ)
کامپیوتر کوانتمی گوگل، بسیار سریع‌تر از ابرکامپیوترهای موجود (0 پاسخ)
دانشجویان فوتونیک و مهندسی اپتیک و لیزر خود را معرفی کنید (27 پاسخ)
چرا دو خط موازی به هم میرسند؟ (18 پاسخ)
کاربرد پلاسما بین دو میدان الکتریکی (0 پاسخ)
درخواست پیشنهادات شما در مورد بدست آوردن مقدار زیادی الکترون (2 پاسخ)
بازتاب نور و طیف رادیویی (1 پاسخ)
ماشين زمان كي ساخته مي شود؟ (73 پاسخ)
بيگانه ها (12 پاسخ)
تفاوت جریان فوکو و ادی (2 پاسخ)
هم ارزی فرم موج ساده (11 پاسخ)
گرافین (0 پاسخ)
راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟ (2 پاسخ)
ترازوی پیچشی (6 پاسخ)
برانگیخته شدن الکترون (2 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (2 پاسخ)
خم کردن پرتو نور (14 پاسخ)
طناب آویزان از دو نقطه (6 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (12 پاسخ)
راز آهنربا (0 پاسخ)
اثبات متوازی (1 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (52 پاسخ)
بهترین روش ذخیره انرژی چیست؟ (10 پاسخ)
آهنگ لحظه ای تغییر چیست؟ (7 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)
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)
مقالات فیزیک
چطور اسهال را درمان کنیم؟
چه چیزی تولد ستاره‌ها در کهکشان‌های کوتوله را متوقف می‌کند؟
راهی برای نابودی سلول‌های سرطانی
خودتان را برای انفجار بمب هسته‌ای آماده کنید
چگونه خاطرات را به‌یاد می‌آوریم؟
باتری‌های نسل جدید با ساختاری نو
یخ موجود در ماه از کجا آمده است؟
چگونه صدای برف‌پاک‌کن را قطع کنیم؟
سیارک‌ها از چه چیزی تشکیل شده‌اند؟
باکتری‌ها چگونه با آنتی‌بیوتیک‌ها می‌جنگند؟
چرا در پیری کم‌شنوا می‌شویم؟
چطور در زمستان گرم بمانیم؟
ایران در بین سردمداران تولید گازهای گلخانه‌ای دنیا
تابستان امسال رکورد زد
ویژگی اعجاب‌انگیز مغز دایناسورهای عظیم‌الجثه
چطور لکه‌های عمیق را از ظروف جدا کنیم؟
کشف وسایل جنگی مربوط به عصر برنز
باکیفیت‌ترین تصاویر از ماه ثبت شد
راهی موثر در درمان سریع دیسک کمر
چگونه علائم سرطان سینه را بشناسیم؟
این گیاه چگونه از خود سلفی می‌گیرد؟
مضرات مصرف الکل در بارداری
تشابه عجیب برخی سیاره‌های فراخورشیدی با زمین
چطور اتاق‌ مرتبی داشته باشیم؟
سه میلیارد پرنده به‌طور عجیبی ناپدید شدند
کشف مخزنی از گازی ناشناخته در ژاپن
راز گلوله‌های آتشین در آسمان شیلی چیست؟
چطور بفهمیم عفونت ادراری داریم و چگونه آن را درمان کنیم؟
چگونه حملات قلبی را پیش‌بینی کنیم؟
آیا واقعاً شکست مقدمه‌ی پیروزی است؟
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
روش تزریقی جدید، برای درمان اچ‌آی‌وی (0+)
آیا دوران کچل شدن مردان به پایان رسیده است؟ (0+)
زنگ خطر برای گرینلند به صدا در آمد! (0+)
چگونه احساس خواب آلودگی را از بین ببریم؟ (0+)
گونه‌ای ناشناخته از کوسه‌ها کشف شد! (0+)
اثر کوکائین بر روی مغز چیست؟ (0+)
چرا بچه‌ها به همه چیز توجه می‌کنند؟ (0+)
روش درست شستن دست‌‌ها (0+)
چرا بدن ما به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم شده است؟ (0+)
نانولیزرها چگونه به درمان بیماری‌ها کمک می‌کنند؟ (0+)
آیا ناهید در گذشته قابل سکونت بوده است؟ (0+)
چطور از شر جوش سرسیاه خلاص شویم؟ (0+)
رابطه‌ی عاطفی گربه‌های خانگی با صاحبانشان چگونه است؟ (0+)
روشی خوشمزه برای لاغر شدن (0+)
میکروب‌ها مریخ را قابل سکونت می‌کنند (0+)
ادامه ...