Maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari

Ushbu oʻquv-uslubiy qoʻllanmada maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari bayon etilgan. Bayon etish qisqacha tarixiy muammo, efir muammosidan boshlangan. Galiley nisbiylik prinsipi va almashtirishlari haqida qisqacha toʻxtalib, Eynshteyn postulatlari va ular asosida Lorens almashtirishlari keltirilib chiqarilgan. Lorens almashtirishlaridan kelib chiquvchi oqibatlar (bir vaqtlilik, uzunlikning nisbiyligi va vaqtning sekinlashishi) tushuntirilgan. Relyativistik impuls va relyativistik energiya formulalari keltirilib chiqariladi.

Asosiy mavzular

KIRISH: Mexanika fani asrlar davomida rivojlanib, oʻzining amaliy tadbig'i bilan doim fizik olimlar va muhandislar nazarida boʻlgan. Mexanik harakatlar makon-zamon tekisligida ya'ni fazoda vaqt davomiyligida sodir bo'lgani uchun ham mexanika qonunlari fazo-vaqt ning fundamental xossalari bilan chambarchas bog'liq ekanligi qadimdan anglab yetilgan.
KATTA TEZLIKLAR MEXANIKASI: Fizikaning barcha qonunlari biror sanoq sistema (SS) siga nisbatan talaffuz etiladi va yoziladi. Mexanika negizini Nyuton qonunlari tashkil etadi va bu tenglamalar barcha inertsial sanoq sistema (ISS) larida bir xil ko'rinishga ega. Bunga sabab ISS lari ekvivalentdir. Shu sabab Nyuton absolyut fazo tushunchasini kiritgan va bu fazoga nisbatan barcha ISS lar harakatlanadi deb qaragan. Mexanik hodisalarni kuzatish oqibatida ISS lar orasidan absolyut sistema ajratilib olishning iloji yo'q. Bu qoida klassik mexanikaning nisbiylik printsipi deb hisoblanadi.
Lorens almashtirishidan kelib chiquvchi oqibatlar: Lorens almashtirishidan kelib chiquvchi ba'zi natijalar kundalik kuzatuvlarimizga qarama-qarshidek tuyuladi. Bunga sabab biz kuzatadigan hodisalar juda kichik tezliklarda ro'y beradi va oqibatda quyida ko'rib chiqadigan effektlarni sezmaymiz. Ammo, yorug'lik tezligi c ga yaqin tezlik bilan harakatlanuvchi elementar zarralar fizikasida bu effektlar yaqqol seziladi.
Interval: Biror hodisa qayerda va qachon sodir boʻlganligi bilan tavsiflanadi. Qayerda sodir bo'lganligi koordinata x, y, z lar orqali, qachon sodir boʻlganligi t orqali ifodalanadi. Hamma miqdorlar biror SS siga nisbatan oʻlchanadi. Hodisaning sodir bo'lganligini tavsiflovchi toʻrt oʻlchamli fazoni (fazo+vaqt) (4- fazo) kiritamiz.
Tezliklar qoʻshilishi va almashtirilishi: K SS sida zarra tezligining komponentlari dx/dt, dy/dt, dz/dt formulalar bilan ifodalanadi. Oʻz navbatida K' SS sida ham tezlik komponentlari vx', vy', vz' bilan aniqlanadi.
Relyativistik impuls: Saqlanish qonunlari, tabiat qonunlari singari, barcha ISS larida bajarilishi lozim. Ya'ni Lorens almashtirishiga nisbatan invariant boʻlishi kerak. Impuls saqlanish qonuni invariant boʻladimi?
Relyativistik energiya: Nyutonning 2- qonuni dp/dt = F ga relyativistik impuls (54) ni qoʻyamiz. Nyuton mexanikasidan farqli kuch F relyativistik mexanikada invariant kattalik emas, chunki u SS sining tanlab olinishiga bog'liq.
Energiya va massa orasidagi munosabat: (69) formulaga binoan jism massasi va uning tinchlikdagi energiyasi E₀=mc² munosabat bilan bogʻlangan. Bu yerdan jism massasining Am ga oʻzgarishi uning tinchlikdagi energiyasining AE₀ ga oʻzgarishiga olib kelishi kelib chiqadi.
Foton: Nyuton mexanikasida massasi nolga teng zarra koʻrib chiqilmaydi. Bunday zarra cheksiz kichik kuch ta'sirida juda katta tezlanish olgan boʻlardi. Relyativistik mexanikada m=0 zarra boʻlishi uning qonunlariga zid emas.
XULOSA: Maxsus nisbiylik nazariyasi relyativistik mexanika fanining eng dastlabki boʻlimi hisoblanadi. Unda fazo va vaqtning nisbiy tasnif (xarakter) ga ega ekanligi ochib beriladi.