Galileyning nisbiylik prinsipi Galiley nisbiylik prinsipi

Galileyning nisbiylik prinsipi
Galiley nisbiylik prinsipi — Nyutonning klassik mexanikasida barcha inersial sanoq tizimlarining fizikaviy teng huquqlilik prinsipi. Bu holat mexanika qonunlari birday boʻlganida namoyon boʻladi. Biror inersial sanoq tizimida oʻtkaziladigan har qanday mexanik tajribalar asosida muayyan tizim tinch holatda yoki tugʻri chiziqli tekis harakatda ekanligini aniqlab boʻlmaydi. Bu holatni birinchi bulib 1636 y.da G. Galiley aniqlagan.
Moddiy nuqtaning harakati nisbiydir: uning holati, tezligi, trayektoriyasining shakli ushbu harakat qaysi inersial sanoq tizimi (sanoq jismi)ga nisbatan qaralishiga bogʻliq. Shuning bilan birga, klassik mexanika qonunlari barcha inersial sanoq ti-zimlarida birday boʻladi. Mexanik harakatning nisbiyligi va mexanika qonunlarining turli inersial sanoq tizimlarida birday bulishi G. n. p. mazmunini tashkil qiladi. Matematik jihatdan G. n. p. mexanika tenglamalarining harakatlanayotgan nuqtalar koordinatalarini (vaqtning ham inersial sanoq tizimidan boshqasiga oʻtishdagi almashtirishlarga — Galiley almashtirishlariga nisbatan invariantligini ifodalaydi
Inersial sistemaning tinch xolatda yoki to’g’ri chiziqli tekis xarakatda ekanligini sistemaning ichida o’tkazilgan xech qanday mexanik tajribalar yordamida aniqlab bo’lmaydi. Mexanika nuqtai nazaridan xamma inersial Sistemalar mutlaqo ekvivalentdir. Ulardan istalgan birini tinchlikda deb hisoblab, boshqa xamma inersial sistemalarning tezliklarini unga nisbatan aniqlash mumkin.Bu xulosa nisbiylikning mexanik prinsipi yoki Galileyning nisbiylik prinsipi deb yuritiladi.
Nisbiylik prinsipining postulatlari
Fizika fanining asosiy qonunlaridan bo'lgan elektrodinamika qonunlarini umumlashtiruvchi Maksvell tenglamalari sistemasi 1865-yilda yaratildi. Lekin Maksvell tenglamalarini Galiley aimashtirishlaridan foydalanib, bir inersial sanoq sistemadan ikkinchisiga o'tkazilsa, tenglamalar mutlaqo boshqacha ko'rinishga ega bo'lib qolishi aniqlanadi. Bundan quyidagi xulosa kelib chiqadi, demak, Maksvell tenglamalari Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant emaS ekan.
O'sha davrdayoq Eynshteyn va boshqa olimlar tomonidan Maksvell tenglamalarining ifodalarini o'z ko'rinishlarini o'zgartirmasligi uchun yangi aimashtirishlardan foydalanish zarurligi aytildi. Eynshteyn bunday almashtirishlar quyidagi ikki prinsip, ya’ni postulat asosida bo‘lishini ko'tarib chiqadi:
I Nisbiylik prinsipi. Barclta inersial sanoq sistemalarda hamma fizik hodisalar (mexanik, elektromagnit, optik va boshqalar) bir xilda ro'y beradi.
II Yorug‘lik tezligining doimiylik prinsipi. Yorug'likning bo'shliqdagi tezligi barcha inersial sanoq sistemalarida bir xil bo'lib o'zgarmas kattalikdir, ya ’ni S ga tengdir.
Galiley almashtirishlariga asosan К sanoq sistemasidagi kuzatuvchi uchun vorug'ilk tezligi S+v,i bolishi lozim edi. Lekin К sanoq sistemasida ham, Kl sanoq sistemasida ham yorug'lik tezligi bir xil bo'lib, u doimiy S ga teng bo'ladi.
Lorens almashtirishlari
Yuqorida ko'rib chiqqan nisbiylik nazariyasining prinsiplaridan ravshanki, klassik mexanika nisbiylik prinsiplariga mos bo'lgan Galiley almashtirishlari Eynshteyn postulatlarini qanoatlantirmaydi. Shuning uchun nisbiylik prinsiplariga mos bo'lgan Lorens aimashtirishlaridan foydalanamiz, u quyidagi ko'rinishda yoziladi:
Yuqoridagi tenglamalardan ko'rinadiki u<Jism uzunligining o‘zgarishi. К sistemaga nisbatan X yo‘nalishida V tezlik bilan harakatlanayotgan K ' sistemada sterjen tinch holatda bo‘lsin. K ' sistemada turgan kuzatuvchi sterjenning uzunligini L0 ga teng ekanligini e’tirof etadi. К sistemadagi kuzatuvchi uchun sterjen V0 tezlik bilan harakatlanadi. Ixtiyoriy t’ vaqtda sterjen uchlarining koordinatalari mos ravishda X1’ va X2’ bo‘isin. U holda sterjen uzunligi A'''sistemada l 0 = X / - X/' ifoda bilan aniqlanadi. К sistemadagi kuzatuvchi uchun sterjen uzunligi (L=X2-X1,) ni aniqlaylik. Lorens almashtirishlariga asosan X1 va X2 koordinatalar ifodalangan sterjenning K'dagi koordinatalar X1 a X2 lar quyidagicha bog‘langan
Relativistik dinamikaning asosiy qonuni
Lorens almashtirishlariga asoslangan mexanikani Nyuton mexanikasidan farqlash maqsadida relativistik mexanika deb yuritiladi. Klassik mexanika ko'rsatmalariga, asosan jism massasi o'zgarmas kattalikdir. Biroq XX asrning boshlarida katta tezliklarda harakatlanayotgan eiektronlar ustida o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, jism massasi uning harakat tezligiga bog'liq ekan, ya’ni tezlik ortishi bilan massa quyidagi qonunga asosan ortib boradi:
bu yerda, m0 - tinch holatdagi massa deb ataladi, m - ni esa relativistik massa deb yuritiladi. Jism harakatining tezligi yorug'Iik tezligiga yaqinlashgan sari relativistik effekt keskinroq namoyon bo‘la boshiaydi va jism massasi nihoyatda tez ortib boradi. u=s da massaning qiymati cheksizlikka intiladi. m massali v tezlikka ega bo'lgan yakkalangan jismning impulsi p = mV ga tengdir. Bu tenglikdagi m massa o'rniga relativistik massa (5.10) qiymatini qo'ysak, Lorens almashtirishlariga asoslangan relativistik impuls quyidagicha aniqlanadi:
Nyuton F( qonunini eslasak, ta'sir etuvchi kuch impulsning o'zgarish tezligiga proporsional bo'ladi, ya’ni
bu qonun Lorens almashtirishlariga nisbatan kovariant deb qarab, Nyuton qonimining umumiy ko‘rinishi relativistik shaklda quyidagicha ifodalanadi
Bu relativistik dinamikaning asosiy qonuni ifodasi bo'lib, ko'pincha moddiy nuqtaning relativistik dinamikadagi harakat tenglamasi deb ham yuritiladi.