Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Трейман С. -> "Этот странный квантовый мир" -> 22

Этот странный квантовый мир - Трейман С.

Трейман С. Этот странный квантовый мир — И.: НИЦ, 2002. — 224 c.
ISBN 5-93972-117-6
Скачать (прямая ссылка): etotstranniykvantoviymir2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 108 >> Следующая

также согласятся друг с другом по поводу ускорений, сил и, конечно, масс.
Следовательно, если закон Ньютона справедлив в одной инерциальной системе
отсчета, то он будет справедлив и в любой другой инерциальной системе.
Внутри данной системы отсчета обыкновенно существует произвол в выборе
начала координат и ориентации координатных осей, но реально это не
представляет трудности.
В дальнейшем мы будем рассматривать две инерциальных системы отсчета, Е и
Е', ориентированных в одном направлении, при этом одна система отсчета
движется вдоль другой по оси х. Скорость v системы Е направлена в системе
Е в положительном направлении оси х. Очевидно, что скорость системы Е в
системе Е' равна -v, она имеет
Специальная теория относительности
45
ту величину, но направлена противоположно оси х. Наконец, выберем начала
системы координат так, чтобы в момент t = 0 эти два начала совпадали.
Тогда, наш повседневный опыт подсказывает, что соотношения между
координатами событий данного пространства-времени, как сообщают два
наблюдателя А и В, изображенные на рис. 2.1:
х' = х - vt; у' = у: z' = z\ t! = t. (2.6)
Мы здесь учли "очевидный" факт, что два наблюдателя сообщают одинаковое
время для любого события. Обращая эти уравнения, можно найти что х = х' +
vt' имеет такой же вид, что и выше, только знак v меняется на
противоположный. Естественно, что ньютоновские уравнения инвариантны
относительно таких "классических" преобразований относительности,
связывающих штрихованные и нештрихованные координаты пространства-
времени. Пусть оба наблюдателя продолжают следить за движущейся частицей.
Пусть и - вектор скорости, который наблюдается в Е-системе, а и' - в Е'-
системе. Тогда из (2.6) следует, что декартовы компоненты скорости
частицы, наблюдаемые из двух системы, связаны как
^х - ^х ^у - ^yi ^z - ^г* (^-^)
Рис. 2.1. Две координатные системы отсчета в относительном движении. С
точки зрения наблюдателя А (нештрихованная система), наблюдатель В
движется вправо со скоростью v вдоль оси х. С точки зрения наблюдателя В
наблюдатель А движется влево вдоль оси х!
Все это очень просто, интуитивно понятно и неправильно! Не так сильно
неправильно, если говорить о повседневности, но все-же неправильно.
Первый вопрос появляется в связи с электромагнетизмом. Основные уравнения
электродинамики, уравнения Максвелла, не инвариантны относительно
классических преобразований относительности (2.6). Само по себе это не
создает проблемы. Может быть так,
46
Глава 2
что координаты и время действительно преобразуются согласно (2.6), но
тогда возможно, что уравнения Максвелла записываются в стандартном виде
только в специальной системе отсчета (подразумевается система,
неподвижная относительно удаленных звезд), принимая другой вид в других
инерциальных системах отсчета. С этой точки зрения следует считать удачей
то, что ньютоновский закон для независимых от скорости, дальнодействующих
сил имеет один и тот же вид во всех инерциальных системах отсчета. Это
казалось правдоподобным многим людям XIX столетия, включая Максвелла. Они
предполагали, что может существовать особая среда, эфир, которая
заполняет все пространство и осуществляет перенос электромагнитного
взаимодействия от одного кусочка заряженной материи к другой. В качестве
аналогии можно рассмотреть взаимодействие, передающееся от тел через
воду. Падение камня в воду приводит к возмущениям в непосредственной
близости, заволновавшаяся вода передает движение смежным частям воды и
т.д., пока возмущение не распространится во все стороны с характерной
скоростью водяных волн. Можно предположить, что существует аналогичная
среда, эфир, которая играет ту же роль в электромагнетизме, как водная
среда для волн на воде, за исключением того, что эфир невозможно
обнаружить физически. С этой точки зрения уравнения Максвелла справедливы
только в системе покоя эфира, и только в этой системе отсчета скорость
света будет равна с, предсказываемой этими уравнениями. Как и в случае
воды, скорость волн на воде буде казаться двигающемуся наблюдателю
другой, чем неподвижному относительно воды наблюдателю. Например, если
скорость волн в неподвижной относительно воды системе координат равна cw,
и если наблюдатель движется со скоростью v, то он получит скорость волны
равной cw - v, если они движутся в одном направлении, и cw + v, если они
движутся в противоположных направлениях; скорости, лежащие в промежутках
между ними, будут получаться, если движение происходит под углом. Точно
так же для гипотезы эфира можно ожидать, что скорость света должна
зависеть от того, как наблюдатель движется относительно эфира.
Среди экспериментов, проведенных на эту тему, наиболее знаменитыми и, в
конечном счете, наиболее решающими были интерференционные измерения,
впервые выполненные Майкельсоном и Морли в 1887 г. Они показали, что
ожидаемого эффекта влияния движения через эфир не наблюдается. Скорее,
можно было видеть, что скорость света является универсальной величиной,
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 108 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed