Специальная теория относительности с точки зрения непрофессионала

Итак, я сейчас изучаю специальную теорию относительности в старшей школе, и у меня есть некоторые трудности с пониманием некоторых отношений.

Прямо сейчас мы изучаем замедление времени и сокращение длины. Нам сказали, что собственное время измеряется между двумя событиями в системе отсчета, для которой оба события происходят в одной и той же (относительной) точке пространства. Это понятно.

Однако сегодня мы познакомились с сокращением длины. Из предоставленной нам информации я понимаю следующее: релятивистское время течет медленнее собственного времени, а собственная длина больше релятивистской длины. Из этого, основываясь на возможно неполном уравнении, которое нам дано, из которого я должен предположить, что отношение между временем и расстоянием пропорционально, следует заключить, что
собственная длина/релятивистское время = релятивистская длина/собственное время = скорость

И все же данное определение надлежащей длины (определение, основанное на словах) приводит меня к мысли, что надлежащая длина на самом деле находится над надлежащим временем.

Не могли бы вы предоставить простое, элементарное и интуитивно понятное объяснение того, как найти, какая из двух систем отсчета имеет правильную длину?

Самый простой способ понять SR — открыть его самостоятельно. Смотрите youtube.com/…

Ответы (1)

Длины измеряются путем одновременного определения положения двух точек объекта (концов стержня, углов прямоугольника и т. д.). Таким образом, у вас есть два пространственно-временных события, которые происходят одновременно в вашей системе отсчета, но находятся в разных местах.

Если вы находитесь в покое по отношению к объекту, т. е. через короткое время после измерения положение этих точек не изменилось, значит, вы измерили правильную длину.

Если вы двигаетесь относительно объекта, вы по-прежнему производите одновременные измерения в своей системе отсчета , но они не будут одновременными в других системах отсчета. Точно так же правильное измерение длины не будет одновременным событием в вашем кадре.

Отредактируйте, чтобы объяснить неодновременность: специальная теория относительности на самом деле представляет собой преобразование координат как пространства, так и времени. Значение времени события в одном кадре зависит как от значения времени, так и от местоположения в другом кадре. Например, в заштрихованной рамке, движущейся со β по отношению к незагрунтованным, с перекрывающимися началами в т ′ "=" т "=" 0 , событие в (x,t) будет иметь координаты в Икс ′ "=" γ Икс − γ β с т и т ′ "=" γ т − γ β Икс / с .

Два одновременных события происходят в незагрунтованном кадре в разных местах: ( Икс 1 , т )  и  ( Икс 2 , т ) . Преобразовывая в загрунтованную рамку, получаем

Икс 1 ′ "=" γ Икс 1 − γ β с т  и  т 1 ′ "=" γ т − γ β Икс 1 / с
Икс 2 ′ "=" γ Икс 2 − γ β с т  и  т 2 ′ "=" γ т − γ β Икс 2 / с
Обратите внимание, что время в загрунтованном кадре отличается! А это значит, что мы не можем взять Икс 2 ′ − Икс 1 ′ как длина в загрунтованной рамке.

Итак, если я нахожусь на космическом корабле, летящем очень быстро, и наблюдаю длину, поскольку я нахожусь в покое относительно космического корабля, я измеряю правильную длину? Я также немного запутался в том, что вы имеете в виду в последнем абзаце, говоря: «Вы все еще делаете одновременные измерения в своей системе отсчета, но они не будут одновременными в других системах отсчета». Почему бы и нет? Если положение двух релевантных точек определяется одновременно, как оно рассинхронизируется в другой системе отсчета?
Положение и время — это координаты, которые вращаются в результате преобразования координат между системами отсчета, которые перемещаются относительно друг друга. Это преобразование называется преобразованием Лоренца. См. мое редактирование для «нарушения» одновременных событий.
И да, если вы находитесь в состоянии покоя по отношению к измеряемому объекту, это правильная длина. Ваше движение относительно других вещей не имеет отношения к этому первому объекту.
Специальная теория относительности с точки зрения непрофессионала
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v