El barco de Saviati dice una verdad extremadamente importante, es decir, no se puede juzgar si el barco está en movimiento o estacionario a partir de cualquier fenómeno que ocurra en el barco. Este artículo ahora se llama Principio de Relatividad de Galileo.
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En términos modernos, el barco de Salviati es el llamado sistema de referencia inercial. En otras palabras, un barco que se mueve a diferentes velocidades uniformes sin oscilar hacia la izquierda y hacia la derecha está en un sistema de referencia inercial. en un sistema inercial se puede ver en otro sistema inercial sin ninguna diferencia. En otras palabras, todos los sistemas de referencia inerciales son iguales y equivalentes. El sistema de referencia está en reposo absoluto, ¿cuál está en movimiento absoluto? El principio de relatividad de Galileo no sólo niega fundamentalmente las críticas estáticas a la teoría del movimiento terrestre, sino que también niega el concepto de espacio absoluto (al menos en el caso del movimiento inercial. Por lo tanto, en la transición de la mecánica clásica a la mecánica clásica). relatividad, muchos conceptos de la mecánica clásica cambiarán, pero el principio de relatividad especial de Galileo no solo no necesita ser modificado, sino que también se convierte en uno de los dos principios básicos de la relatividad especial
Dos principios de la relatividad especial En. En 1905, Einstein publicó el artículo fundamental "Sobre la electrodinámica de los objetos en movimiento". Respecto a los principios básicos de la relatividad especial, escribió: "Las siguientes consideraciones se basan en el principio de la relatividad y la inconsistencia de la velocidad de la luz. Principio de cambio. Estipulamos estos dos principios de la siguiente manera:
1. Las leyes seguidas por los cambios en el estado de un sistema físico no tienen nada que ver con cuál de los dos sistemas de coordenadas que se mueven uniformemente se utiliza para describir los cambios en estos. estados.
2. Cualquier luz se mueve a una determinada velocidad c en el sistema de coordenadas "estacionario", independientemente de si la luz es emitida por un objeto estacionario o en movimiento. "
El primero es el principio del sexo y el segundo es la velocidad constante de la luz. Toda la teoría especial de la relatividad se basa en estos dos principios básicos.
La filosofía de Einstein es que la naturaleza debe ser armoniosa y simple. De hecho, su teoría suele tener un rasgo distintivo: es simple y profunda. Los dos principios básicos de la relatividad especial son "hechos simples que no son difíciles de aceptar", pero su corolario. ha cambiado fundamentalmente las bases de la física desde Newton.
Comenzaremos este corolario más adelante.
La Teoría de la Relatividad Especial de Einstein
La teoría de la relatividad es uno de los logros más importantes de la historia de la física en el siglo XX. Incluye dos partes: la teoría de la relatividad especial. y la teoría general de la relatividad. La teoría especial de la relatividad cambió la visión del espacio y el tiempo formada desde Newton, promovió la unidad y la relatividad del tiempo y el espacio y estableció una nueva visión del espacio y el tiempo. La relatividad general extiende los principios de la relatividad a sistemas de referencia no inerciales y espacios curvos, estableciendo así una nueva teoría de la gravedad. Einstein jugó un papel importante en el establecimiento de la teoría de la relatividad.
Einstein fue un físico germano-estadounidense. En 1914, se convirtió en director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm en Alemania y académico de la Academia de Ciencias de Prusia. En 1933, emigró a los Estados Unidos debido a la persecución del régimen nazi y se desempeñó como director del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. En 1905, cuando tenía 26 años, la revista científica francesa "Annals of Physics" publicó su artículo "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento", que fue el primer artículo sobre la teoría de la relatividad. Proporciona una discusión bastante completa sobre la relatividad especial, resolviendo muchos problemas relacionados con la electrodinámica y la combinación de mecánica y electrodinámica que habían eludido a los físicos desde mediados del siglo XIX.
Cuando se trata de la teoría especial de la relatividad, mucha gente inmediatamente piensa en el fenómeno de los relojes que van más lento y las reglas se acortan. Muchas obras de ciencia ficción utilizan esto como tema, describiendo a una persona que regresa de un vuelo en cohete en el espacio y descubre que todavía es joven y que su nieto se ha convertido en un anciano. De hecho, el lento movimiento de los relojes y el acortamiento de las reglas son sólo una de varias consecuencias de la relatividad especial. Significa que cuando un objeto se mueve a gran velocidad, el reloj del objeto en movimiento se ralentiza y la regla se acorta. El fenómeno de que el reloj se mueve lentamente y la regla se acorta es el resultado del cambio de espacio y tiempo con el movimiento de la materia. Otra conclusión de la relatividad especial es que la masa aumenta a medida que aumenta la velocidad del movimiento. En el experimento se descubrió que la masa de los electrones que se mueven a alta velocidad es mayor que la de los electrones estacionarios.
La conclusión más importante de la relatividad especial es que la conservación masiva pierde su independencia. Está integrado con el principio de conservación de la energía y la masa y la energía se pueden convertir entre sí. Si la masa de materia es m, la velocidad de la luz es c y la energía contenida es E, entonces E = MC^2. Esta fórmula sólo muestra que toda la energía contenida en un objeto con masa m no significa que pueda liberarse. La masa perdida en la reacción nuclear se convierte en energía liberada según esta fórmula. Según esta fórmula, la masa de 1 gramo equivale a 9 * 103 julios de energía. Este principio de conversión y conservación de masa-energía es la base teórica para la utilización de la energía atómica.
En la gran teoría especial de la relatividad, aunque hay conclusiones completamente incomprensibles desde la perspectiva de la mecánica newtoniana: el espacio y el tiempo cambian con el movimiento de la materia, la masa cambia con el movimiento y la masa y la energía se transforman. entre sí, la teoría especial de la relatividad no existe. No hay una ruptura completa con la mecánica newtoniana. Cuando la velocidad del movimiento es mucho menor que la velocidad de la luz, las conclusiones de la relatividad especial no son diferentes de las de la mecánica newtoniana.
Décadas de desarrollo histórico han demostrado que la teoría especial de la relatividad ha promovido en gran medida el proceso científico y se ha convertido en una de las teorías básicas de la física moderna.
El 4 de febrero de 1922, Einstein pronunció una conferencia titulada "¿Cómo establecí la teoría de la relatividad? En su conferencia explicó el origen y desarrollo de sus ideas sobre la relatividad. Dijo: "Es No es fácil decir cómo establecí el concepto de relatividad. Mis pensamientos están inspirados en tantas cosas misteriosas y complejas. En diferentes etapas del desarrollo del concepto de felicidad en la vida, el impacto de cada pensamiento es diferente... Hace 17 años, propuse por primera vez la idea de desarrollar el concepto de felicidad. teoría de la relatividad. No estoy seguro de dónde surgió esta idea, pero estoy seguro de que está contenida en las propiedades ópticas de los objetos en movimiento. La luz viaja a través del océano y la tierra se mueve en el éter, es decir, el éter es relativo a la tierra. Intenté encontrar pruebas experimentales del aparente flujo de éter en la literatura sobre física, pero Blue Sky no tuvo éxito. Más tarde probé personalmente el movimiento del éter con respecto a la Tierra, o el movimiento de la Tierra. Cuando pensé por primera vez en este problema, no dudé de la existencia del éter ni del movimiento de la Tierra a través del éter. "Así que imaginó un experimento usando dos termopares: colocando algunos reflectores de modo que la luz de una sola fuente de luz se reflejara en dos direcciones diferentes, una paralela y en la misma dirección que el movimiento de la Tierra, y la otra en direcciones opuestas. Si imaginas la diferencia de energía entre los dos haces reflejados, puedes medir la diferencia de calor producida por los dos termopares.
Aunque la idea de este experimento era similar al experimento de Michelson, no obtuvo los resultados.
Einstein dijo: La primera vez que consideró este problema fue cuando era estudiante. Ya en ese momento, consciente de los maravillosos resultados del experimento de Michelson, rápidamente concluyó que si creía en el resultado nulo de Michelson, entonces sus ideas sobre el movimiento de la Tierra en relación con el éter estaban equivocadas. Dijo: "Este fue el primer camino que me llevó a la teoría especial de la relatividad. A partir de entonces, comencé a creer que, aunque la Tierra gira alrededor del Sol, ningún experimento óptico puede detectar el movimiento de la Tierra. El movimiento de la Tierra no puede detectarse mediante ningún experimento óptico." Einstein tuvo la oportunidad de leer el artículo de Lorenz de 1895. Discutió y resolvió con éxito los términos de orden superior de u/c (U es la velocidad del objeto en movimiento, C es la velocidad de la luz). Luego Einstein intentó dar una conferencia sobre el experimento del alma libre suponiendo que la ecuación del electrón de Lorentz se cumple en el sistema de referencia del vacío y también debería ser válida en el sistema de referencia de los objetos en movimiento. En ese momento, Einstein creía firmemente que las ecuaciones de electrodinámica de Maxwell-Lorentz eran correctas. Además, se supone que estas agendas son válidas en el marco de referencia de un objeto en movimiento, lo que lleva al concepto de una velocidad constante de la luz. Sin embargo, esto va en contra del principio de suma de velocidades en la suma clásica.
Por qué estos dos conceptos se contradicen. Para explicar la teoría de Lorenz, Einstein pasó casi un año intentando modificarla. Una oportunidad. Con la ayuda de un amigo resolvió el problema. Einstein fue a preguntarle y le explicó todos los aspectos del problema. De repente, Einstein encontró una solución a todas sus dificultades. Dijo: "Completé los principios de la relatividad especial en cinco semanas".
La teoría de Einstein negaba el concepto de éter, afirmaba que el campo electromagnético es una forma independiente y especial de existencia material, y los conceptos de Se analiza en profundidad el espacio y el tiempo, estableciendo así una nueva relación espacio-temporal. Su artículo de 1905 es reconocido mundialmente como el primero sobre la teoría de la relatividad y fue el primer físico verdaderamente relativista.