Ero Lorentzin ja Galilean muutosten välillä

Lorentz Muutos vs. Galilein muutos
 

Koordinaattiakselien sarjaa, jota voidaan käyttää osoittamaan sijainti, suunta ja muut ominaisuudet, käytetään kuvaamaan objektin liikettä. Tällaista koordinaattijärjestelmää kutsutaan viitekehykseksi.

Koska eri tarkkailijat voivat käyttää erilaisia ​​viitekehyksiä, tulisi olla tapa muuntaa yhden viitekehyksen avulla tehdyt havainnot toiselle viitekehykselle. Galilean muutos ja Lorentzin muutos ovat molemmat sellaisia ​​tapoja muuttaa havaintoja. Mutta molempia voidaan käyttää vain referenssikehyksissä, jotka liikkuvat vakiona nopeudella toisiinsa nähden.

Mikä on Galilean muutos?

Galilean muutoksia käytetään Newtonin fysiikassa. Newtonin fysiikassa oletetaan olevan olemassa aika, nimeltään universaali entiteetti, joka on riippumaton havaitsijasta.

Oletetaan, että viitekehyksiä on kaksi S(x, y, z, t)ja S' (x ', y', z ', t')joista S on levossa ja S' liikkuu vakionopeudella v pitkin x-kehyksen akseli S. Oletetaan nyt, että tapahtuma tapahtuu pisteessä P, joka koordinoi avaruus-ajan (x, y, z, t) kehykseen nähden S. Sitten Galilean-muunnos antaa tapahtuman sijainnin tarkkailijan havaitsemana kehyksessä S'. Oletetaan, että avaruus-aika-koordinaatti on suhteessa S' On (x 'y' z 't') sitten x '= x - vt, y '= y, z '= z ja t' = t. Tämä on Galilean muutos.

Eriyttämällä nämä suhteessa t' saadaan Galilean nopeudenmuunnosyhtälöt. Jos U = (U_x,U_y,U_z) on kohteen nopeus, jonka tarkkailija havaitsi vuonna S sitten saman kohteen nopeus, jonka tarkkailija havaitsi vuonna S' on antanut U'= (U_x' U_y' U_z')missä  U_x' = U_x- v,U_y' = U_y jaU_z' = U_z. On mielenkiintoista huomata, että Galilean muutoksissa kiihtyvyys on epävariantti; ts. kohteen kiihtyvyyden havaitaan olevan kaikkien tarkkailijoiden sama.

Mikä on Lorentzin muutos?

Lorentzin muunnoksia käytetään erityisessä suhteellisuusteoriassa ja relativistisessa dynamiikassa. Galilean muutokset eivät ennusta tarkkoja tuloksia, kun vartalo liikkuu nopeudella lähempänä valon nopeutta. Siksi Lorentz-muunnoksia käytetään, kun vartalo kulkee sellaisella nopeudella.

Harkitse nyt edellisen osan kahta kehystä. Kahden tarkkailijan Lorentzin muunnosyhtälöt ovat x '=y (x- vt), y '= y, z '= z ja t' =γ (T - vx/C²) missä C on valon nopeus ja γ = 1 / √ (1 - v²/C²). Huomaa, että tämän muutoksen mukaan ajanjaksona ei ole universaalia määrää, koska se riippuu tarkkailijan nopeudesta. Tämän seurauksena eri nopeuksilla kulkevat tarkkailijat mittaavat erilaisia ​​etäisyyksiä, erilaisia ​​aikavälejä ja tarkkailevat erilaista tapahtumien järjestystä.