توضیح نظریه نسبیت عام و خاص
ارسال شده: پنج‌شنبه ۱۳۹۴/۳/۲۸ - ۰۹:۵۹
البرت انیشتین نظریه نسبیت خاص خود را در سن 25 سالگی و در سال 1905 ارائه داد و ده سال بعدش در سال 1915 نظریه نسبیت عام را مطرح کرد .
**نسبیت خاص شامل سه پدیده در سرعت های بالا است :
1) کاهش طول جسم 2)اتساع زمانی یا کند شدن زمان 3)افزایش جرم جسم
یعنی چی ؟ یعنی جسمی به سرعت بالا و نزدیک نور برس زمان برایش متوقف میشه یعنی کند میشه و طولش صفر و جرمش به سمت بی نهایت میل پیدا میکنه .
اگر دو ادم دو قلو یکی رو زمین یکی در فضا پیمایی با سرعت نور زمین رو ترک کنه انگا بعد از صد سال اونی که تو سفینه بوده براش یک سال گذشته و وقتی برمیگرده میبینه روی زمین صد سال گذشته
به ادامه مطلب بروید
**نسبیت خاص چند اصل دارد :
A)
اصل نسبیت = یعنی همه چیز نسبی هست و چیزی مطلق وجود ندارد
B)
ثابت جهانی سرعت نور =این اصل میگه نورد در خلا برای تمام ناظران ثابت و برابر C یک مقدار ثابت است و به حرکت ناظر و یا چشمه نور بستگی دارد . اگر شما سوار بر اتوموبیلی بشوید و سرعتش 50 باشد و یک اتوموبیل دیگر با سرعت 20 تا نزدیک شما شود طبق ثابت ..اتوموبیلی اول سرعتش 70 کیلومتر خواهد بود
C)
نسبی بودن همزمانی = اگر یک ناظر دو پدیده
A و B
را همزمان ببیند و ناظر دیگری که باسرعت نسبی به ناظر اول حرکت میکند بسته به شرایط ممکنه پدیده A را زودتر یا همزمان یا دیرتز از پدیده B ببیند . همزمانی در نسبیت خاص کلا معنایی مطلق و نیوتونی خود را از دست میده و پدیده ای نسبی میشه .
D)
انقباض طولی = یعنی چی ؟ یعنی جسمی رو در نظر بگیر در راستای طولش حرکت میکنه از چشم ناظر ساکن , کوتاه تر به نظر میرسد . بعبارتی جسمی که به سرعت نور میرسه طولش از دید ناظرِ ساکن کوتاه تر از همان جسم در حالت سکون است .
E)
اتساع زمانی = اگر جسمی به سرعت نور برسه زمان براش کند تر میشه و وقتی به سرعت نور برسه زمان میایسته براش و وقتی بیشتر از سرعت نور بشه زمان
براش معکوس میشه .. البته از نظر فیزیکی این مورد اخر غیر ممکنه
F)
هم ارزی جرم و انرژی = همون معادله معروف
E=MC^2 است
{از کاربردهای نسبیت خاص میتوان در GPS و انرژی اتمی استفاده کرد }
-----------------------------------------------------------------------------------------
***نسبیت عام :
نسبیت عالم سال 1915 انتشار یافت و دیدگاه گرانشی را بکلی تغیر داد و در این نظریه گرانش یک خاصیت از فضا لقب گرفت نه یک نیرو .
کلا نسبیت عام با شتاب سر و کار دارد نه سرعت .
و راجع به اجسامی است که شتاب ثقل دارند .کلا هرجای عالم جرمی باشد انهم در فضای خالی حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد . که یک مقدار ان وابسته به جرم جسم است نسبیت نیز با این اعداد شتاب ها سرو کار دارد و به ما میگه فضا خاصیت خمیدگی در اطراف اجرام بزرگ به دلیل گرانش انها دارد ... همچنین میگه هر جسمی از سیاره دور بشه زمان براش کند تر میشه . انیشتین متوجه شد نوری که از سمت چشمه ی نوری میاد و از کنار ستاره های سنگین عبور میکند کمی خم میشه ... عملکرد سیاه چاله ها نیز اینطوری از طریق نسبیت عام مشخص میشه .. سیاه چاله میدونیم حجم کم و بسیار جرم بالایی دارد که نور هم نمیتونه ازش فرار کنه
نسبیت عام انیشتین نشون داد که قوانین جاذبه نیوتونی دقیق نیست و در میدان های با جاذبه بالا و قوی این قوانین زیر سوال میروند . انیشتین نشان داد اگر جسمی در میدان قوی جاذبه باشد و نور از کنارش عبور کنه اون نور خم میشه و همچنین این نورها که از ستارگان دور به زمین میرسند تغیر طول موج پیدا میکنند .
زمان و فضا در طی نظریه نسبیت عام بهم بافته شده است و ساختاری 4 بعدی فضا زمان را تشکیل میده . پس حرکت اجسام ینز در این ساختار 4 بعدی شکل میگیره و گرانش باعث تغیر ساختار فضا زمان میشه و حرکت جسم بر اثر میدان گرانشی تغیر میکنه .
گرانش در نظریه نسبیت عام یک خاصیت هندسی است نه یک نیرو . به زبانی ساده اکر فضا را مانند یک پارچه فرض کنیم که 4 طرفش کشده شده اگر جسمی دارای جرم توش باشه اطرافش رو مورد انحنا و خمیدگی قرار میده به خواطر جرمش . و هر چیزی به دور ان جرم بچرخه به سمت داخل جرم نمیوفته بلکه به دلیل نیرو ی گریز از مرکز در مدار خودش باقی میمونه .. مثل سیارات نسبت به خورشید .
سیاه چاله و کرم چاله ها نیز به وسیله نظریه نسبیت عام قابل توجیه هستند .
اینم اظافه کنم اصطلاح " نسبیت " اولین بار توسط ماکس پلانک در سال 1908 به کار برده شد
**نسبیت خاص شامل سه پدیده در سرعت های بالا است :
1) کاهش طول جسم 2)اتساع زمانی یا کند شدن زمان 3)افزایش جرم جسم
یعنی چی ؟ یعنی جسمی به سرعت بالا و نزدیک نور برس زمان برایش متوقف میشه یعنی کند میشه و طولش صفر و جرمش به سمت بی نهایت میل پیدا میکنه .
اگر دو ادم دو قلو یکی رو زمین یکی در فضا پیمایی با سرعت نور زمین رو ترک کنه انگا بعد از صد سال اونی که تو سفینه بوده براش یک سال گذشته و وقتی برمیگرده میبینه روی زمین صد سال گذشته
به ادامه مطلب بروید
**نسبیت خاص چند اصل دارد :
A)
اصل نسبیت = یعنی همه چیز نسبی هست و چیزی مطلق وجود ندارد
B)
ثابت جهانی سرعت نور =این اصل میگه نورد در خلا برای تمام ناظران ثابت و برابر C یک مقدار ثابت است و به حرکت ناظر و یا چشمه نور بستگی دارد . اگر شما سوار بر اتوموبیلی بشوید و سرعتش 50 باشد و یک اتوموبیل دیگر با سرعت 20 تا نزدیک شما شود طبق ثابت ..اتوموبیلی اول سرعتش 70 کیلومتر خواهد بود
C)
نسبی بودن همزمانی = اگر یک ناظر دو پدیده
A و B
را همزمان ببیند و ناظر دیگری که باسرعت نسبی به ناظر اول حرکت میکند بسته به شرایط ممکنه پدیده A را زودتر یا همزمان یا دیرتز از پدیده B ببیند . همزمانی در نسبیت خاص کلا معنایی مطلق و نیوتونی خود را از دست میده و پدیده ای نسبی میشه .
D)
انقباض طولی = یعنی چی ؟ یعنی جسمی رو در نظر بگیر در راستای طولش حرکت میکنه از چشم ناظر ساکن , کوتاه تر به نظر میرسد . بعبارتی جسمی که به سرعت نور میرسه طولش از دید ناظرِ ساکن کوتاه تر از همان جسم در حالت سکون است .
E)
اتساع زمانی = اگر جسمی به سرعت نور برسه زمان براش کند تر میشه و وقتی به سرعت نور برسه زمان میایسته براش و وقتی بیشتر از سرعت نور بشه زمان
براش معکوس میشه .. البته از نظر فیزیکی این مورد اخر غیر ممکنه
F)
هم ارزی جرم و انرژی = همون معادله معروف
E=MC^2 است
{از کاربردهای نسبیت خاص میتوان در GPS و انرژی اتمی استفاده کرد }
-----------------------------------------------------------------------------------------
***نسبیت عام :
نسبیت عالم سال 1915 انتشار یافت و دیدگاه گرانشی را بکلی تغیر داد و در این نظریه گرانش یک خاصیت از فضا لقب گرفت نه یک نیرو .
کلا نسبیت عام با شتاب سر و کار دارد نه سرعت .
و راجع به اجسامی است که شتاب ثقل دارند .کلا هرجای عالم جرمی باشد انهم در فضای خالی حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد . که یک مقدار ان وابسته به جرم جسم است نسبیت نیز با این اعداد شتاب ها سرو کار دارد و به ما میگه فضا خاصیت خمیدگی در اطراف اجرام بزرگ به دلیل گرانش انها دارد ... همچنین میگه هر جسمی از سیاره دور بشه زمان براش کند تر میشه . انیشتین متوجه شد نوری که از سمت چشمه ی نوری میاد و از کنار ستاره های سنگین عبور میکند کمی خم میشه ... عملکرد سیاه چاله ها نیز اینطوری از طریق نسبیت عام مشخص میشه .. سیاه چاله میدونیم حجم کم و بسیار جرم بالایی دارد که نور هم نمیتونه ازش فرار کنه
نسبیت عام انیشتین نشون داد که قوانین جاذبه نیوتونی دقیق نیست و در میدان های با جاذبه بالا و قوی این قوانین زیر سوال میروند . انیشتین نشان داد اگر جسمی در میدان قوی جاذبه باشد و نور از کنارش عبور کنه اون نور خم میشه و همچنین این نورها که از ستارگان دور به زمین میرسند تغیر طول موج پیدا میکنند .
زمان و فضا در طی نظریه نسبیت عام بهم بافته شده است و ساختاری 4 بعدی فضا زمان را تشکیل میده . پس حرکت اجسام ینز در این ساختار 4 بعدی شکل میگیره و گرانش باعث تغیر ساختار فضا زمان میشه و حرکت جسم بر اثر میدان گرانشی تغیر میکنه .
گرانش در نظریه نسبیت عام یک خاصیت هندسی است نه یک نیرو . به زبانی ساده اکر فضا را مانند یک پارچه فرض کنیم که 4 طرفش کشده شده اگر جسمی دارای جرم توش باشه اطرافش رو مورد انحنا و خمیدگی قرار میده به خواطر جرمش . و هر چیزی به دور ان جرم بچرخه به سمت داخل جرم نمیوفته بلکه به دلیل نیرو ی گریز از مرکز در مدار خودش باقی میمونه .. مثل سیارات نسبت به خورشید .
سیاه چاله و کرم چاله ها نیز به وسیله نظریه نسبیت عام قابل توجیه هستند .
اینم اظافه کنم اصطلاح " نسبیت " اولین بار توسط ماکس پلانک در سال 1908 به کار برده شد