Основно съдържание
Физика – 12. клас (България)
Курс: Физика – 12. клас (България) > Раздел 2
Урок 1: Скорост на светлината- Рефракция и дифракция на светлината
- Светлина и светлинен етeр
- Потенциални начини за откриване на вятър в етер
- Въведение в опита на Майкелсън-Морли
- Започване на Нютонова диаграма за път и време
- Визуализиране Нютонови диаграми за път и време с множество елементи
- Галилееви преобразувания и противоречия със светлината
- Въведение в Специалната теория на относителността и пространствено-временните диаграми на Минковски
- Измерване на времето в метри във пространство-времето на Минковски
- Ъгъл на оста x' в пространство-времето на Минковски
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Измерване на времето в метри във пространство-времето на Минковски
Колкото и нелогично да звучи, ще е много удобно да използваме едни и същи мерни единици за пространство и за време. За щастие, можем да направим това, като умножим оста на времето по c, скоростта на светлината. Ето как става.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.
Видео транскрипция
Ще направя нещо, което за повечето от вас
вероятно ще е смущаващо. Всъщност първия път, когато видях
някой да прави това, за мен също беше
наистина смущаващо. Да дадем малко информация – до тук, когато мислехме
за оста на пространството – и просто се фокусирахме върху едно измерение
на пространството, фокусирахме се върху
измерението х, или измерението x', в зависимост от това
за чия отправна система говорехме. Измервахме това
в метри. Измервахме това
в метри. И после мислехме
за времето. В началото казахме,
че времето е нещо фундаментално различно
от пространството, така че имахме различни единици,
наречени секунди. Всъщност това
е било приемливо до 20-ти век, когато сме се запознали
със специалната теория за относителността, това отива дори по-назад, казавахме, че времето
е нещо различно. Измерваме го в единиците
за време, в секунди или минути,
или часове, или дни. Докато разстоянието,
което е различно от времето, измервахме в метри
или футове, или мили, или километри,
или нещо друго. Но когато започнахме
да навлизаме в този свят на специалната теория за относителността,
започнахме да виждаме, че пространството и времето
не са абсолютни. И всъщност можем да разглеждаме
всички събития като случващи се в този континуум,
наречен пространство-време. И го казвам бързо –
пространство-време. Понеже това не е
пространство и време. Две различни неща. Това ни казва, че те са просто
различни посоки в този пространствено-времеви
континуум. И ако са едно и също нещо,
защо използваме различни единици
за пространство и време? Защо използваме секунди за времето
и метри за пространството? Поне в примерите,
които съм правил досега. И, за да поправим това,
вместо да наричаме това ос t' или ос t,
вместо да ги надписваме в секунди, можем – и това е частта, която за повечето хора
е смущаваща – нека наречем това
ос ct'. И нека наречем това
ос ct. И ос ct'. Какво ще направи това? Знаем, че скоростта на светлината
е абсолютна. Тя е, ако я измерваме в – всъщност ще го направя приблизително,
понеже всъщност е 2,9... и нещо. Но приблизително
3*10^8 метра в секунда. За целта на тези видеа
просто приемам, че е 3*10^8 метра в секунда. Приблизително толкова е
и така е по-просто. Ако взема с по времето, вместо това да е една секунда,
да е в секунди, го умножаваме по
3*10^8 метра в секунда. Секундите се съкращават
и ни остава... Ако искаме да измерим времето
в метри, това ще е 3*10^8 метра. Това е 3*10^8 метра, вместо да казваме,
че е една секунда. Това тук
е отрицателно. Това тук е -3*10^8 метра. По оста ct'. Подобно, това, което нарекохме
една секунда тук, можем да кажем, че е 3*10^8 метра. Можем да кажем,
че това е -3*10^8 метра. Това ще ти изглежда
нелогично, понеже винаги гледаше на времето
като на нещо фундаментално различно
от метрите. Не мислехме за него
във връзка с пространство-времето. Всъщност в нормалния си
човешки опит не възприемаме света
спрямо пространство-времето. Времето е нещо, което винаги
се движи напред, а пространството е нещо, за което смятаме,
че имаме повече способи и можем да се движим по-лесно
в различните измерения на пространството, докато при времето
просто имаме чувство, че летим напред
в това измерение. Но сега мислим във връзка
с пространство-времето и това прави единиците ни
еднакви. Ако това ти помага,
можеш да гледаш на това като на 3*10^8 светлинни метра. Можеш да помислиш за това
като за времето, което ще е нужно, за да може светлината да измине
3*10^8 метра. Подобно, ако искахме всичко да е
спрямо това, което традиционно възприемаме
като времевите измерения, можехме да запазим това
като една секунда, вместо да казваме,
че е 3*10^8 метра, щяхме да кажем,
че е една светлинна секунда, което щеше да е разстоянието,
което светлината изминава за времето, което измерваме,
или възприемаме, като една секунда. Но преимуществото на това е,
че сме последователни. Измерваме различни посоки
в пространство-времето, което е континуум, няма отделни
време и пространство. Измерваме ги в едни и същи
мерни единици, което, както ще открием,
е много, много удобно. Знаем, че ще е нужно
малко време, за да го възприемеш,
и може би ще направя още няколко видеа, за да свикнеш с
този вид идея, но това ще е
удобно за нас. Особено като започнем
да имаме мерна система в това, което ще наречем
пространство-време на Минковски. Понеже ще действаме в
различните измерения, все едно имат
едни и същи единици. Надявам се, че те окуражих
да седнеш и да размишляваш малко над това. Надявам се, че не ти е
прекалено трудно.