Оглавление:
Интервал в физике
- Интервал. В будущем часто используют концепцию Существования. Событие определяется тем, где оно произошло. Когда это случилось Следовательно, событие, которое происходит на некоторых материальных частицах, определяется Три координаты этой частицы и когда происходит событие.
Для ясности часто удобно использовать фиктивное четырехмерное пространство на оси с тремя пространственными координатами и временем. В этом пространстве события представлены точками. Эти точки Это называется мировой точкой. Каждая частица соответствует этой 4D конкретной линии (мировой линии). Пространство.
Однородные и линейно движущиеся материальные частицы соответствуют прямым мировым линиям Людмила Фирмаль
Точка этой линии определяет координаты детали Цы во все времена. . Сейчас мы выражаем принцип неизменности скорости света По теме Из-за этого две системы отсчета K И К \ двигаться относительно с постоянной скоростью.
В этом случае выберите оси таким образом Время системы K x K 1 таково, что ось x и ось x1 совпадают, а ось y и ось z параллельны оси y ‘и оси zf Рез т и тр. Первое событие — это передача сигнала, распространяющегося из одной точки со скоростью света. Координаты xx, j / i, z \ в момент времени t \ в этой системе Та же система.
- Соблюдайте распределение из системы K Это сигнал. Второе событие является сигналом Вы приходите к точке Ж2, У2? ^ Время2 через 2 часа. Сигнал распространяется со скоростью c. Пройденное им расстояние равно Так (Ј2-ти) — в то же время [(X2-xi) 2+ (г / 2-Vi) 2+ (z2-zi) 2] 1/2.
Так что вы можете Опишите следующую связь между координатами обоих событий в K-системе. (X2-Xl) 2+ (г / 2-у, если + (Z2-Zlf-c2 (t2-h) 2 = 0. (2.1) Те же два события, распространение сигнала, K ‘Наблюдай из системы.
Это называется интервалом между этими двумя событиями Людмила Фирмаль
Пусть координаты первого события В системе Kr: x’y yf2, z [, секунда: x2, y2, z’2, t2. с того времени Аналогично потому, что скорость света K l K ‘в системе одинакова (2.1) мы (■ x 2-x i) 2 + (от V2 до Vi) 2 + (от z 2 до zi) 2 до c2 (^ 2-A) 2-0- (2-2) x1, y1, z1, t1 и x2, y2-> ^ 2, ^ 2 — некоторые координаты 2 события, затем величина S12 = [c2 (* 2-h) 2- (X2-Xl) 2- (г / 2-й) 2- (Z2- ^ i) 2] 1/2 (2.3) .
Следовательно, из неизменности скорости света, Когда интервал между двумя событиями равен единице и нулю Для систем отсчета это ноль в других системах. Если два события близки к бесконечности, Расстояние дс между ними cIs2 = c2dt2-dx2-dy2-dz2 (2.4) В зависимости от вида формулы (2.3) или (2.4)
Расстояние с формальной математической точки зрения, расстояние между двумя воображаемыми четырехмерными точками Пространственный (на оси, которая откладывает x, y, z и product ct) Однако существует большое различие в правиле, которое составляет это значение, по сравнению с нормальным правилом Геометрия:
Когда квадрат промежутка сформирован, квадраты различий координат по разным осям не одинаковы, а суммируются с разными знаками1). Как упомянуто выше, если ds = 0 в инерциальной системе отсчета, dsf = 0 в другой системе.
С другой стороны, ds и dsf бесконечно малы одного порядка. от Из этих двух ситуаций ds2 и dsf2 должны быть пропорциональны друг другу. ds2 = ads’2 Кроме того, коэффициент а зависит только от абсолютного значения. Относительная скорость обеих инерциальных систем. Это не может зависеть от координат и времени.
Поскольку разные точки пространства и времени не эквивалентны, однородность пространства и Время. Это не может зависеть от направления относительной скорости. Это потому, что это противоречит изотропии пространства. Рассмотрим три системы отсчета K, K1, K2 и Vi и Система K \ и K 2 скорости против V 2-K. У нас есть ds2 = a (V1) ds \, ds2 = a (V2) ds22.
По той же причине вы можете написать: ds \ = a (Vi2) ds%, Где V12 — абсолютное значение скорости движения K2 по отношению к K . Сравнивая эти отношения друг с другом, Что должно быть: ^ = «Нет». (2-5) Но V \ 2 зависит не только от абсолютного значения вектора V i И от V 2, и от угла между ними.
С другой стороны, последний, как правило, Не вводите левую часть отношения (2.5). Следовательно, ясно, что это соотношение действительно только в том случае, если функция a (y) уменьшается до постоянного значения, равного 1, из того же отношения: Вот так ds1 = ds’2, (2.6) Уравнение с бесконечно малыми интервалами также означает уравнение с конечными интервалами: s = s ‘.
Поэтому самый важный результат достигнут. Интервал между событиями одинаков для всех инерциальных систем отсчета. Другими словами, он инвариантен относительно преобразования из одной инерциальной системы отсчета в любую инерциальную систему отсчета. Еще один.
Эта инвариантность является математическим выражением неизменности скорости света. Опять же, Ж1, 2/1, Z \, t \ и Ж2, У2, Ј2? Координаты -22-2 Вопрос в том, существует ли система отсчета K, где оба эти события происходят в одном и том же месте в пространстве.
Вводя обозначение t2-t i = * 1 2, (x2-2? i) 2 + (g / 2-w) 2 + (2 2-Zi) 2 = l \ 2. Тогда квадрат интервала между событиями в системе K: А в системе К ‘: и * В результате, если s22> 0, то есть интервал между обоими событиями Реальная вещь. Фактический интервал называется временоподобным.
Следовательно, если интервал между двумя событиями подобен времени, существует система отсчета. Оба события произошли в одном и том же месте. Время, которое проходит между этими событиями в этой системе * 12 = \ 1 с H 12 ~ l 12 = S ~ f- (2-7) Когда два события происходят в одном событии В теле расстояние между ними всегда похоже на время.
На самом деле путь, по которому тело движется между обоими событиями, не может быть больше, чем cti2. Скорость тела Возможно больше. Поэтому всегда 1 \ 2 0 во всех точках в этом регионе. Это значит Интервал между событием и событием O в этой области Время как. В этой области t> 0, что означает все эти события В регионе происходит «после» события О.
Однако два события, разделенные временным интервалом, не могут происходить одновременно ни в одной системе отсчета. Поэтому это невозможно Если вы не выбрали опорную рамку, и одно из событий в области aOc происходит «до» события O, то есть t <0. Так что все события в области АО O в будущем и во всех системах отсчета.
Так что эту область можно назвать «абсолютно будущим» в связи с событием О. Точно так же, все события в регионе bOd «Абсолютно в прошлом» относительно O, то есть события в этой области во всех системах отсчета происходят до события Уровень O Наконец, рассмотрим регионы dOa и coB. интервал Что-то вроде события и события O-space в этой области.
В системе отсчета эти события Разные места в космосе. Так что эти области Называется «абсолютно удаленным» по отношению к O Однако «одновременное», «раннее» и «после» этих событий Относительный. Каждое событие в этой области имеет что-то подобное Справочная система.
Событие О, система, О, наконец, где происходит одна система отсчета Местоположение, которое происходит одновременно с O Учитывая все три пробела, Координаты вместо одной на диаграмме, затем координаты вместо двух пересекающихся линий. 2 « коническая » x2 + y2 + z2-c2t2 = 0
Четырехмерная система координат, оси которой совпадают с осями t, x, y, z, Ј (этот конус называется световым конусом). область «Абсолютное будущее» и «Абсолютное прошлое» представлены двумя внутренними полостями в этом конусе. Эти два события могут быть причинно связаны друг с другом.
Только если интервал между ними является временным, это непосредственно следует из того факта, что взаимодействие не может распространяться дальше. Скорость света. Как мы уже видели, понятия «рано» и «поздно» имеют абсолютное значение для таких событий. Смысл понятия причины и следствия.
Смотрите также:
| Условно-периодическое движение в физике | Собственное время в физике |
| Скорость распространения взаимодействий в физике | Преобразование Лоренца в физике |
Если вам потребуется помощь по физике вы всегда можете написать мне в whatsapp.
