|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
PENEMUAN SAINTIFIK PALING PENTING
Teori relativiti khas. Sejarah dan intipati penemuan saintifik
Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting Pada tahun 1905, dalam jurnal saintifik Jerman Annalen der Physicist, artikel pendek 30 muka surat bercetak muncul dalam seorang kanak-kanak berusia dua puluh enam tahun. Albert Einstein "Mengenai Elektrodinamik Badan Bergerak", di mana teori relativiti khas hampir sepenuhnya dihuraikan, yang tidak lama kemudian menjadikan pakar muda pejabat paten terkenal. Pada tahun yang sama, artikel "Adakah inersia badan bergantung pada tenaga yang terkandung di dalamnya?" muncul dalam jurnal yang sama, menambah yang pertama. Teori relativiti khas tidak muncul dari awal, ia berkembang daripada penyelesaian masalah elektrodinamik badan bergerak, di mana banyak ahli fizik telah bekerja sejak pertengahan abad ke-XNUMX. Mereka berusaha untuk menemui kewujudan medium eter di mana gelombang elektromagnet merambat. Diandaikan bahawa eter menembusi semua badan, tetapi tidak mengambil bahagian dalam pergerakan mereka. Pelbagai model eter bercahaya telah dibina, hipotesis dikemukakan mengenai sifatnya. Nampaknya eter tidak bergerak boleh berfungsi sebagai kerangka rujukan yang benar-benar berehat, berbanding dengannya Newton dianggap sebagai gerakan "sebenar" badan. Menurut pandangan Newton, terdapat "jam biasa" di Alam Semesta yang mengira perjalanan "masa mutlak" dari mana-mana titik. Di samping itu, terdapat "gerakan mutlak", iaitu, "pergerakan badan dari satu tempat mutlak ke tempat mutlak yang lain." Selama dua ratus tahun, prinsip Newton dianggap betul dan tidak tergoyahkan. Tiada ahli fizik telah mempersoalkan mereka. Ernst Mach adalah orang pertama yang secara terbuka mengkritik prinsip Newton. Beliau memulakan kerjaya saintifiknya di Jabatan Fizik Eksperimen dan mempunyai makmal sendiri di Austria. Mach menjalankan eksperimen dengan gelombang bunyi dan mengkaji fenomena inersia. Mach cuba menyangkal konsep "ruang mutlak", "gerakan mutlak", "masa mutlak". Einstein sudah biasa dengan karya Mach, dan kenalan ini memainkan peranan penting dalam karyanya mengenai teori relativiti. Dalam fizik eksperimen, dogma Newtonian juga dipersoalkan. Bumi bergerak dalam orbitnya mengelilingi matahari. Sebaliknya, sistem suria terbang di angkasa dunia. Akibatnya, jika eter cahaya berada dalam "ruang mutlak" dan jasad angkasa melaluinya, maka pergerakan mereka berkenaan dengan eter harus menyebabkan "angin halus" yang ketara yang boleh dikesan menggunakan alat optik sensitif. Satu eksperimen untuk mengesan "angin halus" telah ditubuhkan pada tahun 1881 oleh Albert Michelson dari Amerika mengenai idea yang dinyatakan 12 tahun sebelumnya. Maxwell. Michelson memberi alasan seperti berikut: jika dunia bergerak melalui eter yang tidak bergerak secara mutlak, maka pancaran cahaya yang dilancarkan dari permukaan Bumi, dalam keadaan tertentu, akan dibawa balik oleh "angin halus", yang bertiup ke arah pergerakan Bumi. "Angin halus" sepatutnya timbul hanya disebabkan oleh anjakan Bumi berbanding eter. Persediaan percubaan pertama telah dibina dan diuji oleh Michelson di Berlin, semua instrumen dipasang pada papak batu dan boleh diputar sebagai satu. Kemudian eksperimen dipindahkan ke Amerika dan dijalankan dengan penyertaan rakan rapat dan kolaborator Michelson Edward Morley. Para saintis telah mencipta interferometer cermin, yang boleh mendaftar walaupun "angin aether" yang paling lemah. Keputusan semua eksperimen yang dijalankan pada tahun 1881 dan pada tahun 1887 menafikan kewujudan sebarang "angin halus". Percubaan Michelson masih boleh dianggap sebagai salah satu yang paling terkenal dan cemerlang dalam sejarah fizik. Menurut Einstein sendiri, dia sangat penting untuk kelahiran teori relativiti. Tetapi tidak semua ahli fizik bersetuju bahawa eter tidak wujud dan prinsip Newton bukan sahaja perlu dipersoalkan, tetapi juga dibuang selama-lamanya. ahli fizik Belanda Hendrik Lorenz pada tahun 1895 dia cuba "menyelamatkan" eter. Beliau mencadangkan badan yang bergerak pantas mengalami pengecutan. Malah sebelum Lorentz, pada tahun 1891, ahli fizik Ireland George Fitzgerald membuat cadangan yang sama, yang tidak diketahui oleh Lorentz. Lorentz dan Fitzgerald menulis bahawa semua objek "di bawah tekanan" eter diratakan, dipendekkan. Plat, di mana semua peranti terletak, dan peranti itu sendiri dipendekkan. Kedua-dua dunia dan manusia di permukaannya dipendekkan, dan magnitud semua pemendekan dan perataan ini adalah sama dengan magnitud sedemikian untuk mengimbangi kesan "angin halus". Para saintis juga memperkenalkan pembetulan untuk masa penyebaran "angin halus". Idea-idea ini hanyalah spekulasi dengan sedikit atau tiada sokongan. Pada musim luruh tahun 1904, Henri Poincaré juga cuba "menyelamatkan" eter yang benar-benar tidak bergerak. Dia cuba merumuskan pengiraan Lorentz dalam bentuk teori yang lebih kurang koheren, tetapi "teori" ini hanyalah formaliti. Fikiran terbesar sedih, nampaknya tidak ada jalan keluar dari situasi ini. Tetapi jalan keluar ditemui oleh Albert Einstein, dia membawa fizik keluar dari kebuntuan dan mengarahkannya ke arah yang baru. Einstein, semasa masih di sekolah di Aarau, sering menjalankan eksperimen pemikiran: apa yang seseorang boleh lihat bergerak di sebalik gelombang cahaya pada kelajuan cahaya. Persoalan inilah yang menjadi permulaan refleksi tentang apa yang kemudiannya dipanggil teori relativiti. Mengenai permulaan penalarannya, Einstein menulis: "Adalah perlu untuk mendapatkan idea yang jelas tentang maksud koordinat spatial dan masa sesuatu peristiwa dalam fizik." Einstein bermula dengan meneroka konsep serentak. Oleh itu, mekanik Newtonian menegaskan bahawa, pada dasarnya, adalah mungkin untuk menyebarkan interaksi (iaitu, penghantaran isyarat, maklumat) pada kelajuan yang tidak terhingga. Dan menurut teori Einstein, kelajuan cahaya, yang merupakan kelajuan maksimum penghantaran isyarat, masih terhingga dan, lebih-lebih lagi, mempunyai nilai yang sama untuk semua pemerhati tiga ratus ribu kilometer sesaat. Oleh itu, konsep "keselarasan mutlak" tidak mempunyai sebarang makna fizikal dan tidak boleh digunakan. Einstein membuat kesimpulan bahawa serentak peristiwa yang dipisahkan secara spatial adalah relatif. Sebab kerelatifan serentak ialah keterbatasan kelajuan perambatan isyarat. Benar, kita tidak dapat membayangkan ini dengan jelas, kerana kelajuan cahaya adalah lebih besar daripada kelajuan yang kita bergerak. Jika "keselarasan mutlak" adalah mustahil, maka "masa mutlak" tidak boleh wujud, yang sama dalam semua kerangka rujukan. Tanggapan tentang "masa mutlak", yang mengalir sekali dan untuk semua pada kadar tertentu, sepenuhnya bebas daripada jirim dan pergerakannya, ternyata salah. Setiap kerangka rujukan mempunyai "masa tempatan" sendiri. Doktrin masa Einstein adalah langkah baru dalam sains. "Masa mutlak" telah dibuang, dan kerana masa dan gerakan berkait rapat, ia menjadi perlu untuk menghapuskan konsep Newtonian "gerakan mutlak". Inilah yang Einstein lakukan. Postulat pertama dan utama teori Einstein - prinsip kerelatifan - menyatakan bahawa dalam semua kerangka rujukan yang bergerak secara seragam dan lurus terhadap satu sama lain, undang-undang alam yang sama beroperasi. Oleh itu, prinsip relativiti mekanik klasik diekstrapolasi kepada semua proses di alam semula jadi, termasuk proses elektromagnet. Jika peralihan daripada satu kerangka rujukan kepada yang lain diperlukan, maka transformasi Lorentz mesti digunakan. Einstein menamakan persamaan ini sebagai tanda penghormatan yang mendalam terhadap karya pendahulunya. Einstein dalam teori relativitinya menggantikan eter cahaya dengan medan elektromagnet. Ramai saintis bertindak balas dengan sangat menyakitkan terhadap perubahan sedemikian, mereka tidak dapat menerima hakikat bahawa eter tidak wujud. Malah orang Belanda yang hebat Lorentz percaya kewujudan eter sehingga kematiannya. Postulat kedua Einstein menyatakan bahawa kelajuan cahaya dalam vakum adalah sama untuk semua kerangka rujukan inersia. Ia tidak bergantung kepada sama ada kelajuan sumber atau kelajuan penerima isyarat cahaya. Kelajuan cahaya adalah had atas untuk semua proses yang berlaku di alam semula jadi. Kelajuan cahaya adalah kelajuan yang mengehadkan, tiada satu pun proses di alam boleh mempunyai kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan cahaya. Dua paradoks atau akibat yang terkenal mengikuti dari keteguhan kelajuan cahaya: kerelatifan jarak dan kerelatifan selang masa. Kerelatifan jarak terletak pada hakikat bahawa jarak bukanlah nilai mutlak, tetapi bergantung pada kelajuan badan berbanding dengan kerangka rujukan tertentu. Dimensi jasad yang bergerak pantas dikurangkan berbanding dengan panjang jasad dalam keadaan rehat. Apabila menghampiri kelajuan badan kepada kelajuan cahaya, dimensinya akan menghampiri sifar! Lorentz juga menyatakan sesuatu yang serupa apabila dia cuba "menyelamatkan" eter dalam eksperimen Michelson. Kerelatifan selang masa terdiri daripada memperlahankan kadar jam dalam bingkai yang bergerak pantas berbanding jam dalam rangka rujukan rehat berbanding dengan yang pertama. Kesan yang diterangkan di atas dipanggil relativistik oleh ahli fizik, iaitu ia diperhatikan pada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya. Apakah yang akan berlaku jika kita benar-benar cuba memecutkan badan bahan kepada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya? Teori relativiti menegaskan kesetaraan jisim dan tenaga mengikut formula yang terkenal sekarang, yang boleh dinyatakan dalam kata-kata seperti berikut: "Tenaga adalah sama dengan jisim kali kuasa dua kelajuan cahaya." Pada mulanya, peningkatan tenaga badan disertai dengan peningkatan jisim yang halus dan, akibatnya, inersia badan. Oleh itu, ia menjadi sedikit lebih sukar untuk mempercepatkannya lagi. Apabila kelajuan menghampiri kelajuan cahaya, kesan ini, menjadi lebih dan lebih mengagumkan, menjadikannya mustahil untuk mengatasi kelajuan cahaya. Formula Einstein menerima pengesahan cemerlang pada akhir tiga puluhan dalam tindak balas pembelahan uranium. Pada masa yang sama, seperseribu daripada jumlah jisim hilang untuk didedahkan sepenuhnya semula dalam bentuk tenaga atom. Walaupun dalam tindak balas kimia biasa, nisbah Einstein diperhatikan, tetapi kuantiti bahan yang muncul atau hilang semasa tindak balas adalah kurang daripada satu persepuluh bilion daripada jumlah jisim, jadi adalah mustahil untuk mengesannya walaupun dengan keseimbangan yang sangat tepat. Adalah penting untuk menekankan bahawa dalam teori relativiti khas, gerakan seragam dipertimbangkan, iaitu, gerakan pada kelajuan tetap, di mana arah gerakan tidak berubah. Jika pergerakan itu berlaku dengan pecutan disebabkan oleh daya luar, seperti tarikan graviti, maka teori relativiti khas tidak boleh digunakan lagi. Apa yang Einstein temui dan diperkenalkan ke dalam fizik adalah benar-benar revolusioner, jadi sedikit ahli fizik segera menyedari bahawa teori relativiti khas adalah penemuan yang cemerlang. Antara yang faham ialah Max Planck, yang menulis: "Konsep masa Einstein melebihi keberanian segala-galanya yang sehingga masa ini telah dicipta dalam sains semula jadi spekulatif dan juga dalam teori falsafah pengetahuan." Pada tahun 1908, ahli matematik Jerman Hermann Minkowski, yang mengajar Einstein di Politeknik Zurich, mencipta alat matematik untuk teori relativiti khas. Dalam ucapannya yang terkenal di Kongres Naturalis dan Pakar Perubatan Jerman pada 21 September 1908, Minkowski berkata: "Konsep ruang dan masa yang akan saya kembangkan sebelum anda berkembang di tanah fizik eksperimen. Ini adalah kekuatan mereka. Mereka akan membawa kepada akibat yang radikal. Mulai sekarang ruang itu sendiri dan masa itu sendiri hilang sepenuhnya ke alam bayang-bayang, dan hanya sejenis kesatuan kedua-dua konsep ini mengekalkan kewujudan bebas. Sejak itu, "dunia Minkowski" telah menjadi sebahagian daripada teori relativiti khas. Einstein pernah berkata kepada James Frank: "Mengapa sebenarnya saya mencipta teori relativiti? Apabila saya bertanya kepada diri sendiri soalan ini, nampaknya saya alasannya adalah seperti berikut. Orang dewasa biasa tidak memikirkan masalah ruang dan masa pada semua. Menurutnya, dia sudah memikirkan masalah ini pada zaman kanak-kanak. Saya berkembang secara intelek dengan begitu perlahan sehingga ruang dan masa mengisi fikiran saya apabila saya dewasa. Sememangnya, saya boleh meresap lebih dalam ke dalam masalah daripada kanak-kanak yang mempunyai kecenderungan biasa. " Einstein tidak mempunyai keyakinan "dewasa" bahawa masalah global dunia telah pun diselesaikan. Perasaan ini tidak ditindas oleh pengumpulan pengetahuan dan minat khusus. Dia memikirkan konsep gerakan dan kembali kepada idea yang wujud pada zaman kanak-kanak manusia - kepada idea relativiti kuno, yang kemudiannya dikaburkan oleh konsep eter sebagai badan rujukan mutlak. Apabila konsep eter dibuang, Einstein membuat kesimpulan bahawa gerakan tidak boleh mutlak. Pengarang: Samin D.K.
▪ Undang-undang Boyle-Mariotte
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ PLM-40E - Pemacu LED Pemadaman Langkah 40W ▪ Prion melompat dari haiwan kepada manusia ▪ Kereta elektrik Lightyear One ▪ Superkonduktor tanpa rintangan dan medan magnet ▪ Intel akan membina kilang cip di Ohio
▪ bahagian laman web Ensiklopedia besar untuk kanak-kanak dan orang dewasa. Pemilihan artikel ▪ artikel Teori nilai lebihan. Sejarah dan intipati penemuan saintifik ▪ artikel Di manakah kebanyakan bola sepak dunia dihasilkan? Jawapan terperinci ▪ artikel Operator untuk perkhidmatan penghantaran lif. Deskripsi kerja ▪ artikel Dosimeter sinaran suria. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini