Elektrodinamikaning rivojlanishi fazo va vaqt haqidagi yangi g'oyalarni keltirib chiqardi. Asrlar davomida o'zgarmas deb hisoblangan fazo va vaqtning klassik tushunchalariga ko'ra, harakat vaqtning o'tishiga ta'sir qilmaydi (vaqt mutlaq), va har qanday jismning chiziqli o'lchamlari tananing dam olish yoki harakatlanishiga bog'liq emas ( uzunligi mutlaq). Fazo va vaqt haqidagi eski, klassik g‘oyalar o‘rnini yangi ta’limot – Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi egalladi.
Maksvell 19-asrning ikkinchi yarmida elektrodinamikaning asosiy qonunlarini shakllantirgandan so'ng, olimlar Galileyning nisbiylik printsipini elektromagnit hodisalarga tatbiq etish qiyin ekanligini tushunishdi. Savol tug'ildi: elektromagnit jarayonlar sodir bo'ladimi (zaryadlar va oqimlarning o'zaro ta'siri, tarqalishi elektromagnit to'lqinlar va hokazo) barcha inertial sanoq sistemalarida bir xilmi? Bu savolga javob berish uchun elektrodinamikaning asosiy qonunlari bittadan harakatlanayotganda o'zgaradimi yoki yo'qligini aniqlash kerak inertial tizim boshqasiga yoki Nyuton qonunlariga o'xshab, ular o'zgarishsiz qoladi. Elektrodinamika qonunlari murakkabdir. Ularning fikricha, elektromagnit to‘lqinlarning vakuumda tarqalish tezligi barcha yo‘nalishlarda bir xil va soniyasiga 300 million metrga teng. Ammo, boshqa tomondan, Nyutonning mexanika qonunlariga ko'ra, bu tezlik faqat bitta tanlangan mos yozuvlar tizimida 300 millionga teng bo'lishi mumkin. Har qanday boshqa ma'lumot tizimida, birinchi kadrga nisbatan boshqa tezlik bilan harakatlanayotganda, yorug'lik tezligi allaqachon bu tezliklarning farqiga teng bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, agar tezliklarni qo'shishning odatiy qonuni o'rinli bo'lsa, u holda bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda elektrodinamika qonunlari mexanika qonunlari kabi o'zgarishi kerak. Biz elektrodinamika va mexanika o'rtasidagi ma'lum qarama-qarshiliklarni aniqladik.
Elektrodinamika va Nyuton mexanikasi o'rtasida ma'lum qarama-qarshiliklar aniqlandi, ularning qonunlari nisbiylik printsipiga mos keladi. Birinchi imkoniyat elektromagnit hodisalarga nisbatan qo'llaniladigan nisbiylik printsipini asossiz deb e'lon qilish edi. Bu nuqtai nazarni buyuk golland fizigi, elektron nazariyaning asoschisi X. Lorents ham baham ko'rdi. Ushbu nazariyaga ko'ra, efirga nisbatan tinch holatda bo'lgan inertial sanoq sistemasi maxsus, imtiyozli tizimdir, chunki elektromagnit hodisalar Faraday davridan beri ular butun makonni to'ldiradigan maxsus, keng tarqalgan muhitda - "dunyo efiri" dagi jarayonlar sifatida qabul qilingan. Agar yorug'lik tezligi sekundiga 300 000 km ga teng bo'lsa, faqat ma'lum bir inertial tizimdagi sanoq sistemasida bo'lsa, u holda bu ramka efirga nisbatan qanday harakat qilishini aniqlash mumkin edi. Shamol havoga nisbatan harakatlanuvchi mos yozuvlar tizimida paydo bo'lgani kabi, ma'lum bir tizimning efiriga nisbatan harakatlanayotganda "efir shamoli" aniqlanishi kerak. Agar, albatta, efir mavjud bo'lsa. Ikkinchi imkoniyat - Maksvell tenglamalarini noto'g'ri deb hisoblash va ularni bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda o'zgarmasligi uchun (fazo va vaqt haqidagi odatiy, klassik g'oyalarga muvofiq) o'zgartirishga harakat qilishdir. 1881 yilda amerikalik olimlar A. Mishelson va E. Morli tomonidan "efir shamoli" ni aniqlash bo'yicha tajriba o'tkazildi. Bu fikrni Maksvell 12 yil avval aytgan edi. Bu interferentsiya chegaralarining siljishini kuzatish va Yerning orbital harakati bo'ylab tarqalayotgan yorug'likning kechikishlaridagi farqni o'lchashdan iborat edi. Bunday urinish Geynrix Gerts tomonidan ilgari ham qilingan. Uning taxminiga ko'ra, efir harakatlanuvchi jismlar tomonidan butunlay olib ketiladi va shuning uchun elektromagnit hodisalar tananing dam olish yoki harakatlanishidan qat'i nazar, xuddi shu tarzda davom etadi. Bu erda nisbiylik printsipi o'rinlidir. Misol uchun, Gerts nazariyasiga ko'ra, suv harakatlanayotganda, u o'zi bilan birga tarqaladigan yorug'likni butunlay olib yuradi, chunki u yorug'lik tarqaladigan efirni olib ketadi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, aslida bunday emas. Ushbu qiyinchiliklarni hal qilishning uchinchi imkoniyati - makon va vaqt haqidagi klassik tushunchalardan voz kechishdir. Bunda nisbiylik printsipi ham, Maksvell qonunlari ham saqlanib qolishi mumkin. Shu nuqtai nazardan, Maksvellning elektrodinamika qonunlarini emas, balki mexanika qonunlarini o'zgartirish kerakligi ma'lum bo'ldi. Uchinchi imkoniyat yagona to'g'ri bo'lib chiqdi. Ushbu nazariyani izchil rivojlantirib, Albert Eynshteyn fazo va vaqt haqida yangi g'oyalarga ega bo'ldi. U makon va vaqtning yangi nazariyasini yaratdi, bu nazariya bugungi kunda maxsus nisbiylik nazariyasi deb ataladi. Eynshteyn noinertial sanoq sistemalari uchun nazariyasini umumlashtirib, tuzdi umumiy nazariya nisbiylik. U vakillik qiladi zamonaviy nazariya tortishish kuchi. Eynshteyn birinchi marta yorug'lik zarralari tushunchasini kiritdi, ular fotonlar deb ataladi. U o'z tajribalarida yorug'lik tezligini Yerning harakat yo'nalishi va perpendikulyar yo'nalishi bo'yicha taqqosladi. Eynshteyn o'lchovlarni Mishelson tomonidan ishlab chiqilgan maxsus interferometr qurilmasi yordamida juda aniq amalga oshirdi
va hozir uning nomi bilan atalgan. Tajribalar kunning turli vaqtlarida va turli fasllarda o'tkazildi. Shu bilan birga, Yerning efirga nisbatan harakatini aniqlash mumkin emas edi. Hammasi xuddi mashina oynasidan boshingizni chiqarib, 100 km/soat tezlikda shamolni sezmaslik kabi edi. Shunday qilib, imtiyozli ma'lumot doirasi mavjudligi haqidagi g'oya eksperimental sinovlarga bardosh bermadi. O'z navbatida, bu shunday imtiyozli ma'lumot doirasi bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan maxsus vosita - "yorqin efir" mavjud emasligini anglatardi. Endi nisbiylik printsipini Maksvell elektrodinamiği bilan moslashtirish oson. Buning uchun biz makon va vaqt haqidagi klassik g'oyalardan voz kechishimiz kerak, unga ko'ra masofalar va vaqtning o'tishi mos yozuvlar tizimiga bog'liq emas.
Biz ko'rib chiqayotgan nisbiylik nazariyasi ikkita postulatga asoslanadi. Nisbiylik printsipi Eynshteyn nazariyasining birinchi va asosiy postulatidir. Uni quyidagicha shakllantirish mumkin: tabiatning barcha jarayonlari barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil tarzda boradi. Demak, barcha inertial sistemalarda fizik qonunlar bir xil shaklga ega. Ikkinchi postulat: yorug'likning vakuumdagi tezligi barcha inertial sanoq sistemalari uchun bir xil. Yorug'lik tezligi alohida mavqega ega. Nisbiylik nazariyasi postulatlaridan kelib chiqqan holda, yorug'likning vakuumdagi tezligi maksimaldir. mumkin bo'lgan tezlik tabiatdagi o'zaro ta'sirlarning uzatilishi. Sferik yorug'lik signallari bilan paradoksning yechimi bir vaqtning o'zida nisbiylikda yotadi.Vaziyatni tasvirlab beramiz. Yorug'lik bir vaqtning o'zida markazi O nuqtada bo'lgan sferik sirtdagi nuqtalarga faqat K (ka) tizimiga nisbatan tinch holatda bo'lgan kuzatuvchi nuqtai nazaridan etib boradi. K1 (ka-1) tizimi bilan bog'langan kuzatuvchi nuqtai nazaridan yorug'lik turli vaqtlarda bu nuqtalarga etib boradi. Albatta, buning aksi ham bo‘ladi: K (ka) sistemada yorug‘lik kuzatuvchiga ko‘rinadigandek bir vaqtning o‘zida emas, balki markazi O1 (o-1) da bo‘lgan shar yuzasidagi nuqtalarga turli vaqtlarda yetib boradi. K1 (ka-1) tizimida. Bundan kelib chiqadiki, aslida hech qanday paradoks yo'q. 20-asr boshlariga qadar hech kim vaqtning mutlaq ekanligiga shubha qilmagan. Ya'ni, Yer aholisi uchun bir vaqtning o'zida ikkita hodisa har qanday kosmik tsivilizatsiya aholisi uchun bir vaqtning o'zida sodir bo'lganda. Nisbiylik nazariyasining yaratilishi bunday emasligini ko'rsatdi. Materiyaning tuzilishi va uning harakatidan mutlaqo mustaqil ravishda ma'lum bir sur'atda bir marta va umuman oqadigan mutlaq vaqt g'oyasi noto'g'ri bo'lib chiqadi. "Bir daqiqa - bu nisbiy qiymat: agar siz go'zal qiz bilan uchrashayotgan bo'lsangiz, u bir zumda o'tib ketadi, lekin agar siz issiq pechkada o'tirsangiz, bu abadiylik kabi ko'rinadi." Eynshteynning o'zi shunday tushuntirishga harakat qildi oddiy so'zlar bilan uning nisbiylik nazariyasi. Haqiqatan ham, agar signallarning bir lahzada tarqalishini faraz qilsak, u holda ikkita fazoviy ajratilgan A va B nuqtalarida hodisalar bir vaqtning o'zida sodir bo'lganligi haqidagi bayonot mutlaqo mantiqiy bo'ladi. Har qanday hodisalar, masalan, ikkita chaqmoq urishi, agar ular sinxronlashtirilgan soatlarning bir xil o'qishlarida sodir bo'lsa, bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Faqat A va B nuqtalarida sinxronlashtirilgan soatlarga ega bo'lish orqali ushbu nuqtalarda bir vaqtning o'zida ikkita voqea sodir bo'lgan yoki yo'qligini aniqlash mumkin. Soatlarni sinxronlashtirish uchun yorug'lik yoki umuman elektromagnit signallarga murojaat qilish to'g'riroq bo'ladi, chunki vakuumdagi elektromagnit to'lqinlarning tezligi qat'iy belgilangan, doimiy sababdir. Radio orqali soatlarni tekshirishda aynan shu usul qo'llaniladi. Keling, ulardan birini batafsil ko'rib chiqaylik oddiy usullar hech qanday hisob-kitoblarni talab qilmaydigan soat sinxronizatsiyasi. Aytaylik, astronavt qarama-qarshi tomonlarga o'rnatilganlar bir xil yo'ldan ketyaptimi yoki yo'qligini bilmoqchi. kosmik kema A va B soatlari (bo'lishi). Buning uchun kemaning o'rtasida joylashgan va unga nisbatan harakatsiz bo'lgan manbadan foydalanib, astronavt yorug'lik chirog'ini hosil qiladi. Nur ikkala soatga bir vaqtning o'zida etib boradi. Agar hozirgi vaqtda soat ko'rsatkichlari bir xil bo'lsa, u holda soatlar sinxrondir. Ammo bu faqat kema bilan bog'liq mos yozuvlar ramkasiga nisbatan to'g'ri bo'ladi. Kema harakatlanayotganiga nisbatan mos yozuvlar tizimida vaziyat boshqacha. Kema kamonidagi soat yorug'lik manbasidan chaqnagan joydan uzoqlashadi va A soatiga etib borish uchun yorug'lik kema uzunligining yarmidan ko'proq masofani bosib o'tishi kerak. Va orqa tarafdagi soat (bo'lish) porlash nuqtasiga yaqinlashmoqda va yorug'lik signalining yo'li kema uzunligining yarmidan kam. Shu sababli, kema bilan bog'langan tizimda joylashgan kuzatuvchi signallar bir vaqtning o'zida ikkala soatga ham etib boradi degan xulosaga keladi. A va B (be) nuqtalaridagi har qanday ikkita hodisa kema bilan bog'langan mos yozuvlar doirasida bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi va kema harakatlanayotgan ramkada bir vaqtning o'zida emas. Ammo nisbiylik printsipi tufayli bu tizimlar butunlay tengdir. Ushbu tizimlarning hech biriga ustunlik berish mumkin emas. Shuning uchun fazoviy jihatdan ajratilgan hodisalarning bir vaqtdaligi nisbiy degan xulosaga kelishimiz kerak. Bir vaqtning o'zida nisbiylikning sababi, biz ko'rib turganimizdek, tovush signallarining tarqalish tezligining cheklanganligi. Nisbiylik nazariyasi postulatlaridan fazo va vaqtning xususiyatlariga oid bir qator muhim oqibatlar kelib chiqadi. Ikki relyativistik effekt kuzatiladi. Birinchidan, harakatlanuvchi mos yozuvlar ramkalarida tananing o'lchamlari kamayadi. Ikkinchidan, harakatlanuvchi mos yozuvlar ramkasida vaqtning kengayishi kuzatiladi.
Jismning chiziqli o'lchamlari harakatlanuvchi mos yozuvlar tizimlarida kamayganligi sababli, bu hodisa harakatlanuvchi ramkadagi tananing massasi mos ravishda ortib borishiga olib keladi.
Shubhasiz, tezliklarni qo'shishning klassik qonuni haqiqiy bo'lishi mumkin emas, chunki u vakuumdagi yorug'lik tezligining doimiyligi haqidagi bayonotga zid keladi. Jism K1 (ka-1) mos yozuvlar sistemasining X1 (x-1) o'qi bo'ylab harakat qilganda, u o'z navbatida ma'lum bir tezlik va nisbiy tezlik bilan harakat qiladigan muayyan holat uchun tezliklarni qo'shish qonunini yozamiz. sanoq sistemasiga K. Jismning K ga nisbatan tezligini ve1 ga, bir xil jismning esa K ga nisbatan ve2 tezligini belgilaymiz. Keyin tezliklarni qo'shishning relativistik qonuni quyidagicha ko'rinadi:
Harakatlanayotganda, barcha jismoniy jarayonlarning oqimi sekinlashadi, shuningdek kimyoviy reaksiyalar inson tanasida. Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasidan kelib chiqadigan eng qiziqarli oqibatlarni ko'rib chiqishga arziydi. "Soat paradoksi", shuningdek, "egizak paradoks" deb ham ataladi, bu fikrlash tajribasi bo'lib, uning yordamida ular maxsus nisbiylik nazariyasining nomuvofiqligini "isbotlashga" harakat qilishadi.Nisbiylikning maxsus nazariyasiga ko'ra, nuqtadan "statsionar" kuzatuvchilar nuqtai nazaridan, harakatlanuvchi jismlardagi barcha jarayonlar sekinlashadi, ammo boshqa tomondan, xuddi shu nisbiylik printsipi barcha inertial sanoq sistemalarining tengligini e'lon qiladi.Bundan kelib chiqqan holda, ko'rinadigan narsaga olib keladigan fikrlash quriladi. Aniqlik uchun ikkita egizak aka-uka hikoyasi ko'rib chiqiladi.Ulardan biri (keyingi o'rinlarda sayohatchi deb yuritiladi) kosmik parvoz, ikkinchisi (keyingi o'rinlarda uy tanasi deb yuritiladi) Yerda qoladi. Paradoks quyidagilardan iborat: divan kartoshkasi nuqtai nazaridan, harakatlanuvchi sayohatchining soati vaqtni sekin o'tkazadi, shuning uchun Yerga qaytgandan so'ng, u divandagi kartoshka soatidan orqada qolishi kerak. Yer sayohatchiga nisbatan harakatlanar edi, ya'ni uyning soati orqada qolishi kerak. Ammo uchinchi tomondan, birodarlar teng huquqlarga ega, shuning uchun qaytib kelgandan keyin ularning soatlari bir xil vaqtni ko'rsatishi kerak. Eynshteynning nisbiylik nazariyasi postulatlari ham bunday qiziqarli hodisani osonlik bilan tushuntiradi. kosmik fazo qora tuynuk kabi. Qora tuynuk massiv yulduzning gravitatsion siqilishi natijasida hosil bo'ladi. Agar ma'lum bir yulduzning massasi Quyosh massasidan 2-3 baravar ko'p bo'lsa, u holda bu yulduzning yadrosi qisqaradi va shunday zichlikka etadiki, hatto yorug'lik ham atrofdagi kosmik jismlarning tortishish kuchini engib o'tolmaydi. Eynshteyn Albert (1879-1955) - buyuk fizik XX asr Fazo va vaqt haqidagi yangi ta'limot yaratildi - maxsus nazariya nisbiylik. Bu nazariyani noinertial sanoq sistemalari uchun umumlashtirib, u zamonaviy tortishish nazariyasi bo‘lgan umumiy nisbiylik nazariyasini ishlab chiqdi. U birinchi marta yorug'lik zarralari - fotonlar tushunchasini kiritdi. Uning nazariya bo'yicha ishi Braun harakati materiya tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasining yakuniy g'alabasiga olib keldi. U bashorat qildi " kvant teleportatsiyasi va giromagnit Eynshteyn-de Haas effekti. 1933 yildan u kosmologiya va yagona maydon nazariyasi muammolari ustida ishlagan. Albert Eynshteyn tufayli ilm-fan fazo va vaqtning jismoniy mohiyatini tushunishni qayta ko'rib chiqdi; u Nyutonning o'rniga tortishishning yangi nazariyasini yaratdi. Eynshteyn va Plank asos solgan kvant nazariyasi. Bu tushunchalarning barchasi tajribalar bilan qayta-qayta tasdiqlangan va zamonaviy fizikaning asosini tashkil etadi.
19-asrning ikkinchi yarmida D. Maksvell elektrodinamikaning asosiy qonunlarini shakllantirdi. Shu bilan birga, Galileyning elektromagnit hodisalarga nisbatan mexanik nisbiylik printsipining haqiqiyligiga shubhalar paydo bo'ldi. Keling, nisbiylikning mexanik printsipining mohiyatini eslaylik.
Agar mos yozuvlar tizimlari bir-biriga nisbatan bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qilsa va ulardan birida Nyutonning dinamika qonunlari o'rinli bo'lsa, u holda bu tizimlar inertialdir. Barcha inertial sanoq sistemalarida klassik dinamika qonunlari bir xil shaklga ega (invariant); bu nisbiylikning mexanik printsipi yoki Galileyning nisbiylik printsipining mohiyatidir.
Ushbu printsipni isbotlash uchun ikkita mos yozuvlar tizimini ko'rib chiqing: inertial tizim TO(koordinatalari bilan x, y, z), biz shartli ravishda statsionar va harakatlanuvchi tizimni ko'rib chiqamiz K"(koordinatalari bilan x", y", z"), ga nisbatan harakatlanadi TO tezlikda tekis va tekis u= const. Tasavvur qilaylik, vaqtning dastlabki momentida t= 0 boshlanish O Va O" ikkala koordinata tizimi mos keladi. Vaqtning ixtiyoriy nuqtasida koordinata tizimlarining joylashishi t rasmda ko'rsatilgan shaklga ega. 5.1. Tezlik u to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltirilgan OO", va nuqtadan chizilgan radius vektori O aynan O", teng r 0 =ut.
Ixtiyoriy moddiy nuqtaning koordinatalari A statsionar va harakatlanuvchi mos yozuvlar tizimlarida radius vektorlari bilan aniqlanadi r Va r", va
Koordinata o'qlari bo'yicha proyeksiyalarda vektor tenglama (5.1) chaqirilgan shaklda yoziladi Galiley o'zgarishlari:
(5.2)
Maxsus holatda tizim qachon K" tezlikda harakat qiladi v musbat o'q yo'nalishi bo'ylab x tizimlari K, Galiley koordinatalarini o'zgartirish quyidagi ko'rinishga ega:
Klassik mexanikada vaqt o'tishi bog'liq emas deb taxmin qilinadi nisbiy harakat mos yozuvlar tizimlari. Shuning uchun (5.2) tenglamalar tizimi yana bitta munosabat bilan to'ldiriladi:
(5.3)
(5.2) – (5.3) munosabatlari faqat holatda amal qiladi u. Yorug'lik tezligi bilan taqqoslanadigan tezlikda Galiley o'zgarishlari umumiy Lorentz transformatsiyalari bilan almashtiriladi.
(5.1) tenglamani vaqtga nisbatan va shuni hisobga olgan holda farqlaylik u= const, nuqtaning tezliklari va tezlanishlari o'rtasidagi bog'liqlik topilsin A ikkala mos yozuvlar tizimiga nisbatan:
qayerda
(5.4)
Shuningdek 
(5.5)
Agar nuqta bo'lsa A boshqa organlar harakat qilmaydi, keyin a= 0 va (5.5) ga muvofiq a"= 0, ya'ni. mobil tizim K" inertial - izolyatsiya qilingan moddiy nuqta unga nisbatan bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qiladi yoki tinch holatda bo'ladi.
(5.5) ifodadan shunday xulosa kelib chiqadi
bular. Moddiy nuqta uchun Nyuton tenglamalari (dinamika tenglamalari) barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil yoki Galiley o‘zgarishlariga nisbatan o‘zgarmasdir. Bu natija ko'pincha quyidagicha ifodalanadi: butun tizimning bir tekis va chiziqli harakati unda sodir bo'ladigan mexanik jarayonlarning borishiga ta'sir qilmaydi.
Klassik Nyuton mexanikasi yorug'lik tezligidan ancha past tezlikda harakatlanadigan makroskopik jismlarning harakatini ishonchli tasvirlaydi. 19-asr oxirida. klassik mexanikaning xulosalari ba'zi eksperimental ma'lumotlarga zid ekanligi aniqlandi. Xususan, tez zaryadlangan zarrachalarning harakatini o'rganishda ularning harakati Nyuton qonunlariga bo'ysunmasligi ma'lum bo'ldi. Yorug'likning tarqalishini tushuntirish uchun klassik mexanikani qo'llashga urinayotganda keyingi qiyinchiliklar paydo bo'ldi. Elektrodinamika qonunlariga ko'ra, vakuumda elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi barcha yo'nalishlarda bir xil va taxminan tengdir. Bilan= 3*10 8 m/s. Ammo klassik fizika qonunlariga ko'ra, yorug'lik tezligi teng bo'lishi mumkin Bilan faqat bitta tanlangan ma'lumot ramkasida. Har qanday boshqa mos yozuvlar tizimida tezlik bilan tanlangan tizimga nisbatan harakatlanadi v, u allaqachon teng bo'lishi kerak Bilan-v, yoki Bilan+v. Bu shuni anglatadiki, agar klassik mexanikaning tezliklarni qo'shish qonuni o'rinli bo'lsa (formula (5.4)), u holda bir inertial tizimdan ikkinchisiga o'tishda elektrodinamika qonunlari o'zgarishi kerak, chunki yorug'lik tezligi o'zgarishi kerak. Shunday qilib, qonunlari Galileyning nisbiylik printsipiga mos keladigan elektrodinamika va Nyuton mexanikasi o'rtasida qarama-qarshiliklar aniqlandi. To'qnash kelgan qiyinchiliklarni engish uchun turli xil usullar taklif qilingan:
- Elektromagnit hodisalarga nisbatan nisbiylik printsipining nomuvofiqligini qabul qiling. Faraday davridan beri elektromagnit hodisalar butun bo'shliqni to'ldiradigan maxsus, keng tarqalgan muhitdagi jarayonlar sifatida qabul qilingan - havoda. X.Lorentsning fikricha, efirga nisbatan tinch holatda boʻlgan inertial sanoq sistemasi Maksvellning elektrodinamika qonunlari oʻrinli boʻlgan maxsus sistemadir. Faqatgina ushbu mos yozuvlar ramkasida yorug'likning vakuumdagi tezligi barcha yo'nalishlarda bir xil bo'ladi.
- Maksvellning elektrodinamika tenglamalarini xato deb hisoblang va ularni bir inertial sistemadan ikkinchisiga o‘tganda o‘zgarmasligi uchun (fazo va vaqt haqidagi klassik g‘oyalarga muvofiq) o‘zgartirishga harakat qiling. Bunday urinish, xususan, efirni harakatlanuvchi jismlar tomonidan butunlay olib ketiladi, shuning uchun elektromagnit hodisalar tananing dam olish yoki harakatlanishidan qat'i nazar, xuddi shu tarzda davom etadi, deb hisoblagan G. Gerts tomonidan amalga oshirildi. Nisbiylik printsipi to'g'ri.
- Nisbiylik printsipini ham, Maksvell qonunlarini ham saqlab qolish uchun fazo va vaqt haqidagi klassik tushunchalardan voz keching. Shu nuqtai nazardan qaraganda, noto'g'ri bo'lib chiqadigan tenglamalar emas elektromagnit maydon, va Nyutonning mexanika qonunlari fazo va vaqt haqidagi eski g'oyalarga mos keladi. Shunday qilib, Maksvellning elektrodinamika qonunlarini emas, balki klassik mexanika qonunlarini o'zgartirish kerak.
Tabiatshunoslikning rivojlanishi bu fikrlarni rad etdi. Mutlaq makon va vaqt yo'q. Koinot materiya va maydon shaklida materiya bilan to'ldiriladi va fazo materiyaning universal xususiyati sifatida ishlaydi. Vaqt har doim materiyaning harakati va rivojlanishi bilan bog'liq. Shunday qilib, bo'sh joy- bu materiyaning mavjudligi shakli bo'lib, uning kengayishi va tuzilishini ifodalaydi; vaqt- bu materiyaning mavjudligi shakli bo'lib, barcha ob'ektlar, maydonlarning mavjudligi va hodisalarning o'zgarishi ketma-ketligini tavsiflaydi.
Fazo va vaqtning asosiy xossalari quyidagilardan iborat: a) materiya, fazo va vaqtning birligi va uzviy aloqasi; b) makon va vaqtning mutlaq uzluksizligi va nisbiy uzluksizligi. Davomiylik barcha jismlar va sistemalar fazosida moddiy maydonlarning taqsimlanishida, jism ikki nuqta o‘rtasida harakat qilganda uzunlik elementlarining cheksiz ketma-ketligida namoyon bo‘ladi. Fazoning uzluksizligi nisbiy bo'lib, har biri ma'lum o'lchov va chegaralarga ega bo'lgan moddiy ob'ektlar va tizimlarning alohida mavjudligida namoyon bo'ladi. Vaqtning uzluksizligi faqat materiyaning sifat holatlarining mavjud bo'lish vaqti bilan tavsiflanadi, ularning har biri paydo bo'ladi va yo'qoladi, boshqa shakllarga o'tadi; v) vaqtning davomiyligi, bir yo'nalishliligi, qaytarilmasligi bor.
Fazo va vaqt haqidagi mumtoz g'oyalardan farqli yangi g'oyalarni izchil rivojlantiruvchi A. Eynshteyn 20-asr boshlarida. yaratilgan maxsus nisbiylik nazariyasi(YUZ). Bu nazariya doirasida nisbiylik tamoyilini Maksvell elektrodinamikasi bilan moslashtirish mumkin edi. Qayerda yangi nazariya eski (Nyuton mexanikasi) bekor qilmadi, lekin uni maxsus, cheklovchi holat sifatida kiritdi.
19-asrning oxirida Nyuton fizikasi nuqtai nazaridan tushuntirib bo'lmaydigan eksperimental ma'lumotlar olindi. Xususan, agar yorug'lik manbai va qabul qiluvchisi bir-biriga qarab bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qilsa, ularning Nyuton tezliklari qo'shilishi kerak. Biroq, amerikalik fizigi Mishelson va boshqalar sezgir interferometr yordamida tajribalar o'tkazib, vakuumdagi yorug'lik tezligi manba va qabul qiluvchining harakat tezligiga bog'liq emasligini va barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil ekanligini ko'rsatdi. Eynshteyn shunday xulosaga keldi yorug'lik tezligining doimiyligi- tabiatning asosiy qonuni. Ushbu xulosa Eynshteyn tomonidan o'zining maxsus nisbiylik nazariyasi uchun asos sifatida ishlatilgan (2.5-bo'limga qarang). Maksvell tenglamalarining (3.5-bo'limga qarang) Lorentz o'zgarishlarida o'zgarmasligi ham isbotlangan, holbuki ular Galiley transformatsiyalarida o'zgarmasdir (2.4-bandga qarang). Eynshteyn nazariyasidan kelib chiqadiki, elektromagnit o'zaro ta'sirlar (masalan, zaryadlar) vakuumda yorug'lik tezligi bilan cheklangan tezlikda maydon orqali (qisqa masofali ta'sir tushunchasi) barcha ma'lumot tizimlarida uzatiladi.
Elektromagnit maydonning elektr va magnit maydon nisbatan - tabiatda bitta elektromagnit maydon mavjud. Nur ham elektromagnit xususiyatga ega (3.27-rasm).
Maxsus nisbiylik nazariyasiga asoslanib, naqshlar tushuntirildi Doppler effekti elektromagnit to'lqinlar uchun. Yorug'lik manbai kuzatuvchidan V tezlik bilan uzoqlashganda, radiatsiya to'lqin uzunligi l bo'lgan manbaning nurlanish spektrida chastotaning (yoki to'lqin uzunligining DL miqdoriga) o'zgarishi sodir bo'ladi. qizil siljish):
Doppler effekti radarda V tezlikni va harakatlanuvchi ob'ektgacha bo'lgan masofani o'lchash uchun, astrofizikada chekinayotgan galaktikalar tezligini o'lchash uchun qo'llanilishini topdi.
Yorug'likning cheklangan tezligi tufayli yulduzlarning osmon sferasidagi ko'rinadigan holatining o'zgarishi deyiladi. yorug'lik aberatsiyasi.
3.7. Kvazistatsionar magnit maydon
O'zgartirish oqimi o'tkazuvchanlik oqimidan tubdan farq qiladi - u zaryadlarning harakati bilan bog'liq emas. Bu faqat vaqt o'tishi bilan o'zgarishlar tufayli yuzaga keladi elektr maydoni(3.5 ga qarang). Vakuumda ham elektr maydonining o'zgarishiga olib keladi atrofdagi kosmosda magnit maydonning paydo bo'lishi. Aynan shu asosda siljish oqimi o'tkazuvchanlik oqimi bilan bir xil bo'ladi va bu uni shartli ravishda "oqim" deb atash imkonini beradi.
J sm siljish toki nafaqat vakuum yoki dielektriklarda, balki o'tkazgichlarda ham j pr o'zgaruvchan o'tkazuvchanlik toki o'tganda sodir bo'ladi.Lekin u j pr ga nisbatan kichik (shuning uchun unga e'tibor berilmaydi).
O'zgaruvchan magnit maydonga joylashtirilgan massiv o'tkazgichlarda indüksiyon oqimlari qonunga muvofiq (3.70) induktsiya qilinishi mumkin. Ushbu oqimlar o'tkazgichlar hajmidagi girdab oqimlari bo'lib, ular deb nomlanadi Fuko oqimlari.
Foucault oqimlari o'zlarining magnit maydonini yaratadilar, bu Lenz qoidasiga muvofiq (3.73 ga qarang) ularni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishini oldini oladi. Yuqori chastotali Fuko oqimlari o'tkazgichlarni isitishga olib keladi, bu ularni induksion pechlarda metallarni eritish uchun ishlatishga imkon beradi. mikroto'lqinli pechlar Supero'tkazuvchilar mahsulotlarni isitish uchun, fizioterapiyada (inson tanasi o'tkazgichdir) va boshqalar. Boshqa hollarda, elektr mashinalari va transformatorlarda issiqlik yo'qotishlarini kamaytirish uchun Fuko oqimlariga qarshilik ko'tarilib, ularning yadrolari mustahkam emas, balki bir-biridan ajratilgan ingichka plitalardan iborat.
O'zgaruvchan elektr toki bo'lgan davrlarda o'tkazgichlarning elektr qarshiligi oqim chastotasining ortishi bilan ortadi. Bu Fuko oqimlarini hisobga olgan holda oqim zichligining o'tkazgichning kesimi bo'ylab taqsimlanishi bir xil bo'lmasligi bilan izohlanadi: oqim zichligi sirt yaqinida ortadi (deb ataladi). teri effekti). Bu shuningdek, o'tkazgichlarni ichi bo'sh (quvurli) qilish imkonini beradi. Qismlarning sirtini yuqori chastotali qotish usullari terining ta'siriga asoslangan.
O'zgaruvchan tokning kuchi o'tkazgichning turli qismlarida bir vaqtning o'zida har xil bo'lib chiqadi. Bu o'tkazgich bo'ylab o'zgaruvchan elektromagnit maydonning tarqalish tezligining cheklanganligi bilan bog'liq. Biroq, agar biz zaryad tashuvchilarning harakat tezligini maydonning tarqalish tezligiga nisbatan pastligini hisobga olsak, u holda oqimlarni hisobga olish mumkin. kvazistatsionar shuningdek, ular qo'zg'atadigan magnit maydonlar.
O'zgaruvchan toklar generatorlar yordamida ishlab chiqariladi. O'chirish bir xil magnit maydonda aylanganda burchak tezligi kontur bilan chegaralangan maydon orqali vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadi magnit oqimi(3.67-ga qarang).
bu erda F 0 - konturning S maydonidan o'tadigan oqimning maksimal qiymati.
Bu holda paydo bo'ladigan elektromotor kuch (3.70 ga qarang) bo'ladi 
sinusoidal qonunga muvofiq o'zgaradi. e 0 =ōF 0 - emfning amplitudasi. Agar kontaktlarning zanglashiga olib yopilgan bo'lsa, unda o'zgaruvchan tok o'tadi:
.
Umuman olganda, har qanday o'tkazgich, ohmik qarshilik R ga qo'shimcha ravishda, indüktans L va sig'imga ega C. Ular o'z-o'zidan induktiv emf paydo bo'lishi (3.73 ga qarang) va sig'imni qayta zaryadlash inertsiyasi tufayli oqimga qo'shimcha qarshilik ko'rsatadi. Keyin o'zgaruvchan tokning amplituda qiymati:
(3.90)
Kattalik 
umumiy qarshilik xususiyatiga ega ( impedans). Bu R, L, C va chastota qiymatlariga bog'liq. shartni qondirganda:
,
umumiy qarshilik R ga teng minimal qiymatga ega va o'zgaruvchan tokning amplitudasi maksimal qiymatga etadi:
Chastotasi 
- rezonans deb ataladi.R L =Lva 
- o'zgaruvchan tok zanjiridagi induktiv va sig'imli reaktivlar deyiladi.
O'zgaruvchan elektr toki katta amaliy qo‘llanilishiga ega. U uzoq masofalarga kam yo'qotishlar bilan uzatilishi mumkin va transformatorlar yordamida uning kuchi va kuchlanishi keng diapazonda o'zgarishi mumkin.
Xarakterlash uchun harakat to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan solishtirganda o'zgaruvchan tok tushunchasi kiritiladi oqim va kuchlanishning samarali qiymatlari. Oqimning samarali qiymati I 0 amplitudasi bilan bog'langan I miqdori quyidagicha:
kuchlanish bir xil 
. Ular AC quvvatini aniqlaydi. Siz yana bir ta'rifni ham berishingiz mumkin: o'zgaruvchan tokning samarali qiymati o'zgaruvchan tok bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bir xil miqdordagi issiqlikni chiqaradigan to'g'ridan-to'g'ri oqimga teng.
Fazo va vaqt haqidagi g'oyalar o'zgardi. Asrlar davomida o'zgarmas deb hisoblangan fazo va vaqtning klassik tushunchalariga ko'ra, harakat vaqtning o'tishiga ta'sir qilmaydi (vaqt mutlaq), va har qanday jismning chiziqli o'lchamlari tananing dam olish yoki harakatlanishiga bog'liq emas ( uzunligi mutlaq).
Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi - bu eski (klassik) g'oyalar o'rnini bosgan yangi fazo va vaqt ta'limoti.
§ 75 ELEKTRODİNAMIKA QONUNLARI VA NISBIYLIK PRINSIBI.
Mexanika va elektrodinamikada nisbiylik printsipi. 19-asrning ikkinchi yarmidan keyin. Maksvell elektrodinamikaning asosiy qonunlarini ishlab chiqdi, savol tug'ildi: mexanik hodisalar uchun amal qiladigan nisbiylik printsipi elektromagnit hodisalarga ham tegishlimi? Boshqacha qilib aytganda, elektromagnit jarayonlar (zaryadlar va oqimlarning o'zaro ta'siri, elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi va boshqalar) barcha inertial sanoq sistemalarida bir xil tarzda boradimi? Yoki, ehtimol, mexanik hodisalarga ta'sir qilmasdan, bir xil to'g'ri chiziqli harakat elektromagnit jarayonlarga qandaydir ta'sir qiladi?
Bu savollarga javob berish uchun elektrodinamikaning asosiy qonunlari bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga oʻtganda oʻzgaradimi yoki Nyuton qonunlari kabi oʻzgarishsiz qoladimi, aniqlash kerak edi. Faqat oxirgi holatda elektromagnit jarayonlarga nisbatan nisbiylik printsipining haqiqiyligiga shubhalarni chetga surib, bu printsipni tabiatning umumiy qonuni deb hisoblashimiz mumkin.
Elektrodinamika qonunlari murakkab va bu masalani qat'iy hal qilish oson ish emas. Biroq, oddiy mulohazalar bizga to'g'ri javob topishga imkon beradi. Elektrodinamika qonunlariga ko'ra, vakuumda elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi barcha yo'nalishlarda bir xil va c = 3 10 8 m/s ga teng. Ammo Nyuton mexanikasining tezliklarni qo'shish qonuniga ko'ra, tezlik faqat bitta tanlangan sanoq tizimidagi yorug'lik tezligiga teng bo'lishi mumkin. Har qanday boshqa mos yozuvlar tizimida, ushbu tanlangan mos yozuvlar tizimiga nisbatan tezlik bilan harakatlanayotganda, yorug'lik tezligi allaqachon - ga teng bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, agar tezliklarni qo'shishning odatiy qonuni o'rinli bo'lsa, u holda bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o'tishda elektrodinamika qonunlari shunday o'zgarishi kerakki, bu yangi mos yozuvlar tizimida yorug'lik tezligi endi teng bo'lmaydi, lekin - .
Shunday qilib, qonunlari nisbiylik printsipiga mos keladigan elektrodinamika va Nyuton mexanikasi o'rtasida ma'lum qarama-qarshiliklar aniqlandi. Ular uch xil yo'l bilan paydo bo'lgan qiyinchiliklarni engishga harakat qilishdi.
Birinchi usul: elektromagnit hodisalarga nisbatan qo'llaniladigan nisbiylik printsipini bekor deb e'lon qilish. Bu nuqtai nazarni buyuk golland fizigi, elektron nazariyaning asoschisi X. baham ko'rdi. Faraday davridan beri elektromagnit hodisalar butun bo'shliqni - dunyo efirini to'ldiradigan maxsus, keng tarqalgan muhitda sodir bo'ladigan jarayonlar sifatida qaraldi. Efirga nisbatan tinch holatdagi inertial sanoq sistemasi, Lorentsning fikricha, maxsus, imtiyozli sanoq sistemasidir. Unda Maksvellning elektrodinamika qonunlari o'rinli va shakl jihatidan eng soddadir. Faqatgina ushbu mos yozuvlar ramkasida yorug'likning vakuumdagi tezligi barcha yo'nalishlarda bir xil bo'ladi.
Ikkinchi usul: Maksvell tenglamalarini noto'g'ri deb hisoblang va ularni bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o'tishda o'zgarmasligi uchun (fazo va vaqtning odatiy, klassik tushunchalariga muvofiq) o'zgartirishga harakat qiling. Bunday urinish, xususan, G. Hertz tomonidan amalga oshirildi. Gertsga ko'ra, efir harakatlanuvchi jismlar tomonidan to'liq o'zlashtiriladi va shuning uchun elektromagnit hodisalar tananing dam olish yoki harakatlanishidan qat'i nazar, xuddi shu tarzda davom etadi. Nisbiylik printsipi o'z kuchida qoladi.
Nihoyat, uchinchi yo'l: nisbiylik printsipini ham, Maksvell qonunlarini ham saqlab qolish uchun fazo va vaqt haqidagi klassik tushunchalardan voz keching. Bu eng inqilobiy yo'l, chunki u fizikadagi eng chuqur, eng asosiy tushunchalarni qayta ko'rib chiqishni anglatadi. Shu nuqtai nazardan qaraganda, elektromagnit maydon tenglamalari emas, balki Nyutonning makon va vaqt haqidagi eski g'oyalarga mos keladigan mexanika qonunlari noto'g'ri bo'lib chiqadi. Maksvellning elektrodinamika qonunlarini emas, balki mexanika qonunlarini o'zgartirish kerak.
Uchinchi usul yagona to'g'ri bo'lib chiqdi. Uni izchil rivojlantirib, A. Eynshteyn fazo va vaqt haqida yangi g‘oyalarga ega bo‘ldi. Ma'lum bo'lishicha, dastlabki ikki yo'l tajriba orqali rad etilgan.
Lorentzning nuqtai nazari, unga ko'ra, mutlaq tinch holatda bo'lgan dunyo efiri bilan bog'liq tanlangan ma'lumot doirasi bo'lishi kerak, to'g'ridan-to'g'ri tajribalar bilan rad etildi.
Agar yorug'lik tezligi faqat efir bilan bog'langan sanoq sistemasida 300 000 m/s ga teng bo'lsa, u holda ixtiyoriy inertial sanoq sistemasidagi yorug'lik tezligini o'lchash orqali ushbu mos yozuvlar tizimining harakatini aniqlash mumkin edi. efir va bu harakat tezligini aniqlang.
Eynshteyn Albert (1879-1955)- 20-asrning buyuk fizigi. U fazo va vaqtning yangi nazariyasini - nisbiylikning maxsus nazariyasini yaratdi. Bu nazariyani noinertial sanoq sistemalari uchun umumlashtirib, u zamonaviy tortishish nazariyasi bo‘lgan umumiy nisbiylik nazariyasini ishlab chiqdi. U birinchi marta yorug'lik zarralari - fotonlar tushunchasini kiritdi. Uning Broun harakati nazariyasi bo'yicha ishi materiya tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasining yakuniy g'alabasiga olib keldi.
Shamol havoga nisbatan harakatlanuvchi mos yozuvlar doirasida paydo bo'lgani kabi, efirga nisbatan harakatlanayotganda (agar, albatta, efir mavjud bo'lsa), "efir shamoli" aniqlanishi kerak. 1881 yilda amerikalik olimlar A. Mishelson va E. Morli tomonidan Maksvell tomonidan 12 yil oldin bildirilgan g'oya asosida "efir shamoli" ni aniqlash bo'yicha tajriba o'tkazildi.
Bu tajriba yorug'lik tezligini Yer harakati yo'nalishi bo'yicha va perpendikulyar yo'nalishda taqqosladi. O'lchovlar maxsus qurilma - Mishelson interferometri yordamida juda aniq amalga oshirildi. Tajribalar kunning turli vaqtlarida va turli fasllarda o'tkazildi. Ammo natija har doim salbiy edi: Yerning efirga nisbatan harakatini aniqlab bo'lmadi.
Shunday qilib, imtiyozli ma'lumot doirasi mavjudligi haqidagi g'oya eksperimental sinovlarga bardosh bermadi. O'z navbatida, bu shunday imtiyozli ma'lumot doirasi bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan maxsus vosita, "yorug'lik efiri" mavjud emasligini anglatardi.
Gerts Maksvellning elektrodinamika qonunlarini o'zgartirmoqchi bo'lganida, yangi tenglamalar bir qator kuzatilgan faktlarni tushuntirib bera olmasligi ma'lum bo'ldi. Shunday qilib, Gerts nazariyasiga ko'ra, harakatlanuvchi suv unda tarqaladigan yorug'likni to'liq o'z ichiga olishi kerak, chunki u yorug'lik tarqaladigan efirni o'z ichiga oladi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, aslida bunday emas.
Nisbiylik printsipini Maksvell elektrodinamikasi bilan moslashtirish faqat fazo va vaqt haqidagi klassik tushunchalardan voz kechish orqali mumkin bo'ldi, unga ko'ra masofalar va vaqtning o'tishi mos yozuvlar tizimiga bog'liq emas.
Myakishev G. Ya., Fizika. 11-sinf: tarbiyaviy. umumiy ta'lim uchun muassasalar: asosiy va profil. darajalari / G. Ya. Myakishev, B. V. Buxovtsev, V. M. Charugin; tomonidan tahrirlangan V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17-nashr, qayta ko'rib chiqilgan. va qo'shimcha - M.: Ta'lim, 2008. - 399 b.: kasal.
Kalendar-mavzuli rejalashtirish, 11-sinf maktab o'quvchilari uchun fizika fanidan topshiriqlar yuklab olish, Fizika va astronomiya onlayn
Dars mazmuni dars yozuvlari qo'llab-quvvatlovchi ramka dars taqdimoti tezlashtirish usullari interaktiv texnologiyalar Amaliyot topshiriqlar va mashqlar o'z-o'zini tekshirish seminarlari, treninglar, keyslar, kvestlar uy vazifalarini muhokama qilish savollari ritorik savollar talabalardan Tasvirlar audio, videokliplar va multimedia fotosuratlar, rasmlar, grafikalar, jadvallar, diagrammalar, hazil, latifalar, hazillar, komikslar, masallar, maqollar, krossvordlar, iqtiboslar Qo'shimchalar tezislar maqolalar qiziq beshiklar uchun fokuslar darsliklar asosiy va qo'shimcha atamalar lug'ati boshqa Darslik va darslarni takomillashtirishdarslikdagi xatolarni tuzatish darslikdagi parchani, darsdagi innovatsiya elementlarini yangilash, eskirgan bilimlarni yangilari bilan almashtirish Faqat o'qituvchilar uchun mukammal darslar kalendar rejasi bir yil davomida ko'rsatmalar muhokama dasturlari Integratsiyalashgan darslarNisbiylik printsipi va Nyuton qonunlari
Galileyning nisbiylik printsipi I. Nyuton tomonidan yaratilgan klassik mexanikaga organik tarzda kirdi. U uchta "aksioma" - Nyutonning uchta mashhur qonuniga asoslanadi. Ulardan birinchisi, unda shunday deyilgan: "Har bir tana o'z dam olish holatida yoki bir xilda saqlanadi va to'g'ri chiziqli harakat, u qo'llaniladigan kuchlar tomonidan bu holatni o'zgartirishga majbur bo'lmaguncha" harakatning nisbiyligi haqida gapiradi va shu bilan birga tashqi boshdan kechirmaydigan jismlar mos yozuvlar tizimlarining mavjudligiga ishora qiladi (ular inertial deb ataladi). ta'sirlar tezlashmasdan va sekinlashmasdan "inertsiya bilan" harakat qiladi. Nyutonning boshqa ikkita qonunini shakllantirishda aynan shunday inertial tizimlar nazarda tutilgan. Bir inertial sistemadan ikkinchisiga o`tganda jismlarning harakatini xarakterlovchi ko`p miqdorlar, masalan, ularning tezligi yoki harakat traektoriyasining shakli o`zgaradi, lekin harakat qonunlari, ya`ni bu miqdorlarni bog`lovchi munosabatlar doimiy bo`lib qoladi.
Galiley o'zgarishlari
Ta'riflash uchun mexanik harakatlar, ya'ni jismlarning fazodagi holatini o'zgartirish, Nyuton fazo va vaqt haqidagi g'oyalarni aniq shakllantirgan. Kosmos harakat paydo bo'ladigan o'ziga xos "fon" deb hisoblangan moddiy nuqtalar. Ularning pozitsiyasi, masalan, yordamida aniqlanishi mumkin Dekart koordinatalari t vaqtiga qarab x, y, z. Bir K” inertial sanoq sistemasidan ikkinchi K”ga o‘tishda x o‘qi bo‘ylab birinchisiga nisbatan v tezlik bilan harakatlanayotganda koordinatalar o‘zgaradi: x” = x - vt, y” = y, z” = z, va vaqt. o'zgarishsiz qoladi: t" = t. Shunday qilib, vaqt mutlaq deb faraz qilinadi. Bu formulalar Galiley o'zgarishlari deb ataladi.
Nyutonning fikriga ko'ra, fazo materiya va uning harakati ta'sir qilmaydigan o'ziga xos koordinatali panjara vazifasini bajaradi. Dunyoning bunday "geometrik" rasmidagi vaqt, go'yo, qandaydir mutlaq soat bilan hisoblanadi, uning yo'nalishi hech narsa tezlashtirmaydi yoki sekinlashtirmaydi.
Elektrodinamikada nisbiylik printsipi
Uch yuz yildan ortiq vaqt davomida Galileyning nisbiylik printsipi faqat mexanikaga tegishli edi, garchi 19-asrning birinchi choragida, birinchi navbatda, M. Faraday asarlari tufayli, elektromagnit maydon nazariyasi paydo bo'ldi, keyinchalik u yanada rivojlantirish va J.K. asarlaridagi matematik formulalar. Maksvell. Ammo nisbiylik printsipini elektrodinamikaga o'tkazish imkonsiz bo'lib tuyuldi, chunki barcha bo'shliq maxsus vosita - efir bilan to'ldirilgan deb ishonilgan, uning kuchlanishi elektr va magnit maydonlarining intensivligi sifatida talqin qilingan. Shu bilan birga, efir jismlarning mexanik harakatlariga ta'sir qilmadi, shuning uchun mexanikada u "sezilmadi", lekin elektromagnit jarayonlar efirga nisbatan harakat ("efir shamoli") ta'sir qilishi kerak. Natijada, yopiq kabinadagi eksperimentator bunday jarayonlarni kuzatish orqali uning kabinasi harakatda (mutlaq!) yoki dam olish holatida ekanligini aniqlay oladi. Xususan, olimlar "efir shamoli" yorug'likning tarqalishiga ta'sir qilishi kerak, deb hisoblashgan. Biroq, "efir shamoli" ni kashf etishga urinishlar muvaffaqiyatsiz tugadi va mexanik efir tushunchasi rad etildi, buning natijasida nisbiylik printsipi go'yo qayta tug'ildi, lekin universal printsip sifatida nafaqat mexanikada amal qiladi. , balki elektrodinamika va fizikaning boshqa sohalarida ham.
Lorentz o'zgarishlari
O'xshash matematik shakllantirish mexanika qonunlari Nyuton tenglamalari, Maksvell tenglamalari elektrodinamika qonunlarining miqdoriy ifodasidir. Bu tenglamalarning shakli bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o‘tganda ham o‘zgarishsiz qolishi kerak. Bu shartni qondirish uchun Galiley o'zgarishlarini boshqalar bilan almashtirish kerak: x"= g(x-vt); y"= y; z"=z; t"=g(t-vx/c 2), bu erda g = (1-v 2 / c 2)-1/2, va c - vakuumdagi yorug'lik tezligi. 1895 yilda X. Lorentz tomonidan asos solingan va uning nomi bilan atalgan so'nggi transformatsiyalar nisbiylikning maxsus (yoki maxsus) nazariyasining asosidir. Vc da ular Galiley o'zgarishlariga aylanadi, lekin agar v c ga yaqin bo'lsa, u holda odatda relativistik bo'lmagan deb ataladigan fazo-vaqt rasmidan sezilarli farqlar paydo bo'ladi. Avvalo, vaqt haqidagi odatiy intuitiv g'oyalarning nomuvofiqligi aniqlanadi, ma'lum bo'lishicha, bir mos yozuvlar doirasida bir vaqtning o'zida sodir bo'lgan hodisalar boshqasida bir vaqtning o'zida bo'lishni to'xtatadi. Tezlikni konvertatsiya qilish qonuni ham o'zgaradi.
Relyativistik nazariyada fizik miqdorlarning o'zgarishi
Relyativistik nazariyada fazoviy masofalar va vaqt oraliqlari bir tayanch sistemadan ikkinchisiga oʻtganda, birinchisiga nisbatan v tezlik bilan harakatlanayotganda oʻzgarishsiz qolmaydi. Uzunliklar (harakat yo'nalishi bo'yicha) 1/g marta qisqaradi va vaqt oralig'i bir xil marta "cho'ziladi". Bir vaqtdalikning nisbiyligi zamonaviy qisman nisbiylik nazariyasining asosiy prinsipial yangi xususiyatidir.
