1。ニュートン不変性:
* ガリラヤの不変: ニュートンの法則は、ガリレオの変換の下で不変です。つまり、他の速度と比較して一定の速度で移動する慣性フレームに当てはまることを意味します。これは、運動の法則が異なる慣性フレームのオブザーバーでも同じように見えることを意味します。
* 保全法: ニュートンメカニクスには、以下を含むいくつかの不変量もあります。
* 運動量の保存: システムの総勢いは、外力がない場合は一定のままです。
* エネルギーの保存: システムの総エネルギーは一定のままです。
2。特別相対性理論の課題:
* einsteinの仮定: 特別な相対性理論は、2つの基本的な仮定に基づいています。
1.物理学の法則は、均一な動きのすべてのオブザーバーで同じです。
2。真空中の光の速度は、ソースの動きに関係なく、すべての慣性観測者で同じです。
* 結果: これらの仮定は、ニュートンの力学と衝突するいくつかの結果につながります。
* 時間拡張: 相対的な動きのオブザーバーの場合、時間は異なる速度で通過します。
* 長さ収縮: オブジェクトの長さは、異なる慣性フレームでオブザーバーへの動きの方向に短く見えます。
* 相対論的勢いとエネルギー: 運動量とエネルギーの古典的な定義は、高速ではもはや有効ではなく、相対論的効果を説明するために修正が必要です。
3。ニュートンの不変剤はどうなりますか?
* 勢いとエネルギーは不変ではありません: 特別な相対性理論では、勢いとエネルギーは個別に保存されていません。代わりに、それらは 4-mentum と呼ばれる単一の4つのベクトルに結合します 、ローレンツ変換(特別相対性理論で使用される変換)の下で不変です。
* 新しい保全法: 特別相対性理論は、四量体の新しい保全法を紹介します 。これは、閉じたシステムの合計4モメンタムが一定のままであることを意味します。
4。 主な違い:
* ニュートンメカニクス: 不変剤は個別の量です (勢い、エネルギー)慣性フレームで個別に保存されています。
* 特別相対性理論: 不変剤は併用量です (4つの瞬間)慣性フレーム全体で保存されています。
5。 特別な相対性理論の不変:
*光の速度 特別な相対性理論で最も基本的な不変量です。
* 適切な時間 (安静時のオブザーバーによって測定される時間)も不変です。
* 間隔 (時空分離の尺度)は不変です。
概要:
ニュートンの動きの法則は日常の速度で非常に有用ですが、光の速度に近づく速度で分解します。特別な相対性理論は、これらの速度での動きのより正確な説明を提供し、時間の拡張や長さの収縮などの新しい概念を導入し、保全法を修正します。