Уақыттың кеңеюі және ұзындықтың қысқаруы
Ұзындықтың қысқаруы және уақыттың кеңеюі салыстырмалылық теориясының екі маңызды әсері болып табылады. Бұл әсерлер ең күрделі құбылыстардың кейбірін сипаттау үшін өте құнды. Бұл мақала ұзындықтың қысқаруы мен уақыттың кеңеюі деген не екенін және олардың арасындағы айырмашылықты түсіндіруге тырысады.
Ұзындықтың қысқаруы дегеніміз не?
Ұзындықтың қысқаруы салыстырмалылық теориясы аясында талқыланатын тұжырымдама. Мұны түсінуге оңай болу үшін арнайы салыстырмалылық теориясы арқылы түсіндіруге болады. Ұзындықтың қысқаруы мен уақыттың кеңеюін түсіну үшін студенттер арнайы салыстырмалылық теориясы бойынша бастапқы білімге ие болуы керек. Арнайы салыстырмалылық теориясы тек инерциялық жүйелермен айналысады. Арнайы салыстырмалылық теориясын біз тіпті бірнеше түсіндіру жолында қашықтан түсіне алмасақ та, ұзындықтың қысқаруы мен уақыттың кеңеюін сипаттауға көмектесетін пайдалы тұжырымдамалар бар. Арнайы салыстырмалық теориясының негізі мынада: инерциялық жүйеде қозғалатын ешбір объектілер жарық жылдамдығынан жоғары салыстырмалы жылдамдықтарға ие бола алмайды. 1/ (1-V2/C2) квадрат түбіріне тең γ термині V тенденциясы кезінде шексіздікке ұмтылады. C және C-мен салыстырғанда V өте аз болған кезде 1-ге ұмтылады. Бұл арнайы салыстырмалық теориясындағы өте маңызды термин. Ұзындықтың қысқаруы Лоренц түрлендіру теңдеулерінен туындайды. Нысанның дұрыс ұзындығы - кадрда өлшенген ұзындық, ол нысанға қатысты. Дұрыс емес ұзындық - бұл объект V салыстырмалы жылдамдықпен қозғалатын кадрдан өлшенетін ұзындық. Арнайы салыстырмалылық теориясында дұрыс емес ұзындық әрқашан тиісті ұзындықтан кіші немесе оған тең болады. Бұл екеуінің арасындағы қатынас дұрыс емес ұзындық=дұрыс ұзындық /γ арқылы берілген. Жарық жылдамдығымен салыстырғанда салыстырмалы жылдамдық шамалы болса, γ 1-ге ұмтылады және дұрыс және дұрыс емес ұзындықтар бірдей болады.
Уақыттың кеңеюі дегеніміз не?
Дұрыс уақыт оқиғаға қатысты қозғалмайтын бақылаушымен өлшенген уақыт ретінде анықталады. Дұрыс емес уақыт - бұл оқиғадан немесе оған қатысты V салыстырмалы жылдамдықпен қозғалатын бақылаушы өлшенетін уақыт. Лоренц түрлендіру теңдеулерін пайдалана отырып, оқиға кадрында өлшенетін уақыт әрқашан қозғалатын кадрмен өлшенетін уақыттан кіші немесе оған тең болатынын көрсетуге болады. Осылайша, дұрыс уақыт дұрыс емес уақыттан аз немесе оған тең. Тиісті уақыт пен дұрыс емес уақыт арасындағы қатынас дұрыс емес уақыт аралығы=γдұрыс уақыт аралығы арқылы беріледі. С-ға қатысты жылдамдық шамалы болғанда γ 1-ге ұмтылатындықтан, қатынас классикалық қатынасқа ауысады.
Уақыттың кеңеюі мен ұзындықтың қысқаруының айырмашылығы неде?
• Уақыттың кеңеюі - қозғалатын кадрдан өлшенетін уақыттың кеңеюі, бірақ ұзындықтың қысқаруы - ұзындықтың қысқаруы.
• γ термині уақыт формуласымен сызықтық байланысады, бірақ ұзындық формуласына кері байланысады.
