5- seminar mavzusi Nisbiylik nazariyasining yaratilish tarixi

А. Eynhteyn
(1879-1955)

Eynshteyning nisbiylik nazariyasi bo’yicha zarrachalarning nisbiy tezligi quyidagi munosabat orqali aniqlanar ekan:

Bunda: Vn zarrachalarning nisbiy tezligi, V₁ ,V₂ lar 1va 2 chi ( zarralar tezligi. с- yorug’likning vakuumdagi tezligi.


Agar V₁, V₂ <1 ± V₂ Eynshteyn
formulasi Galileyning nisbiylik prinsipiga tegishli munosabatga aylanadi. Demak, Eyntsheyn tomonidan kashf etilgan maxsus nisbiylik nazariyasi universal xarakterga ega bo’lib, Galileyning nisbiylik prinsipini uning xususiy holi deb qarash mumkin.


Agar ikkita yorug’lik zarrachasi bir-biriga tomon S tezlik bilan (V₁= V₂ = S) harakatlanayotgan bo’lsa, ularning nisbiy tezligi:

kelib chiqadi. Galileyning mexanikadagi nisbiylik prinsipi bo’yicha V₁=V₂ bo’lganda zarrachalarning nisbiy tezligi Vn = 2V ga teng bo’lar edi. Demak, Galileyning nisbiylik prinsipi yorug’lik hodisalarini tushuntira olmas ekan.

Galiley va Nyutonlar tomonidan asos solingan klassik mexanikada vaqt, fazo, massa va bu kattaliklar bilan bog’liq fizik tushunchalar o’zgarmas, deb talqin etilar edi. Eynshteyn nazariyasi bo’yicha bu kattaliklar quyidagi munosabatlar orqali ifodalanar эkan:





Efir muammosi.
Efir nima? u qanday tuzilgan, qanday xususiyatlarga ega, u haraktlanadimi yo absolyut tinch holatdami? Ana shu noaniqliklarni hal etish maqsadida Maykelson Galileyning mexanikaga doir nisbiylik prinsipi yorug’likka ham tegishlimi?, degan savolni oydinlashtirish uchun tajriba o’tkazdi.
Maykelson juda aniq zamonaviy usul, ya’ni interferometr yordamida tajriba o’tkazdi. Agar manbadan chiqqan yorug’lik Yerning sutkalik harakati yo’nalishida bo’lganda, uning tezligi ortishi va teskari tomonga harakatlanganda kamayishi kerak edi. (v= s ± υ ) s-yorug’lik tezligi, υ-yorug’lik manbai tezligi, v-natijaviy yorug’lik tezligi (64- betdagi rasmga qaralsin).
Ammo Maykelson tajribasidan kutilgan natija olinmadi. Irlandiyalik fizik Djorj Fitsdjerald (1851-1901) va 1887 yilda Lorenslar bir-biridan xabarsiz holda quyidagi qonuniyatni ochishdi. Harakatlanayotgan jismlar o’lchamida harakat yo’nalishi bo’yicha qisqarish sodir bo’lar ekan. Bu qisqarish jismning harakat tezligi yorug’lik tezligiga yaqin tezlikda bo’lganda sezilarli ekan. Agar jism yorug’lik tezligiga teng tezlikda harakatlansa, uning uzunligi nolga teng bo’lar ekan. Bu qisqarishni tajribada o’lchash mumkin emas, chunki barcha o’lchov asboblari ham o’z navbatida qisqarar ekan. Maykelsonning 1881 yildagi tajribasida yorug’likning l yelkadagi tarqalish tezligini Yer sharining harakat yo’nalishi bilan mos tushadi deb olsak, 2 chi yelkadagi A D -masofa A V ga nisbatan qisqaradi. Interforension manzarada o’zgarish sodir bo’lishi kerak edi. Lekin o’zgarish kuzatilmaydi. Chunki, Maykelson tajribasidagi harakatlanayotgan sanoq sistema vaqti ham qisqaradi, natijada yorug’lik tezligi S=1/t= AD/t o’zgarmasligicha qoladi. Xulosa qilib aytsak, nisbiylik nazariyasining muhim prinsiplaridan biri: Yorug’likning vakuumdagi tezligi barcha sanoq sistemalari uchun o’zgarmas kattalikdir. Bu maxsus nisbiylik nazariyasining birinchi postulati edi.
Demak, Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi Galileyning mexanik nisbiylik prinsipidan farq qilar ekan. Galileyning nisbiylik prinsipiga asosan, ikkita bir biriga nisbatan harakatlanayotgan jismlarning nisbiy tezligi: V_N = V₁ ±V₂ ga teng.
Ushbu munosabatda "+" ishora bir-biri tomon hamda teskari tomonlarga harakatlanayotgan mexanik jismlarga, "-" ishora esa bir tomonga harakatlanayotgan jismlarga tegishlidir.
Eynshteyning nisbiylik nazariyasi bo’yicha zarrachalarning nisbiy tezligi quyidagi munosabat orqali aniqlanar ekan:


Bunda: Vn-zarrachalarning nisbiy tezligi, V₁ ,V₂ lar 1va 2 chi ( zarralar tezligi. S- yorug’likning vakuumdagi tezligi.


Agar V₁, V₂ <1 ± V₂ Eynshteyn
formulasi Galileyning nisbiylik prinsipiga tegishli munosabatga aylanadi. Demak, Eyntsheyn tomonidan kashf etilgan maxsus nisbiylik nazariyasi universal xarakterga ega bo’lib, Galileyning nisbiylik prinsipini uning xususiy holi deb qarash mumkin.


Agar ikkita yorug’lik zarrachasi bir-biriga tomon S tezlik bilan (V₁= V₂ = S) harakatlanayotgan bo’lsa, ularning nisbiy tezligi:
kelib chiqadi. Galileyning mexanikadagi nisbiylik prinsipi bo’yicha V₁=V₂ bo’lganda zarrachalarning nisbiy tezligi Vn = 2V ga teng bo’lar edi. Demak, Galileyning nisbiylik prinsipi yorug’lik hodisalarini tushuntira olmas ekan.
Galiley va Nyutonlar tomonidan asos solingan klassik mexanikada vaqt, fazo, massa va bu kattaliklar bilan bog’liq fizik tushunchalar o’zgarmas, deb talqin etilar edi. Eynshteyn nazariyasi bo’yicha bu kattaliklar quyidagi munosabatlar orqali ifodalanar ekan:





1 < 1₀ - Lorens qisqarishi, Δt< Δt — vaqtning sekinlashuvi.


Xuddi shuningdek, harakatdagi zarrachaning massasi ham quyidagi qonuniyat bo’yicha o’zgarar ekan:

m₀ — zarrachaning tinch holatdagi massasi.

Eynshteynning nisbiylik nazariyasidan yana bir muhim xulosa kelib

chiqadi:

Inert massa va gravitasiya massalari o’rtasida farq bormi?,-degan savolga Eynshteynning nisbiylik nazariyasi yo’q deb javob beradi va jismlar massasidan qat’iy nazar Yer sirtiga bir xil tezlanish (g) bilan tushadi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasi universal va fundamental qonuniyat bo’lib, barcha fizik jarayonlar uchun qo’llaniladi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasidan yana bir muhim qonuniyat kelib chiqadi. Bu massa bilan energiya o’rtasidagi bog’lanishning mavjudligi: (Ye = mc²) ekan. Demak, energiya massaga ega ekan gravitasiya qonunlari ham o’zgacha bo’lishi kerak, ya’ni yorug’lik nuri gravitasiya maydonida o’z yo’nalishini o’zgartirishi lozim. 1919 va 1922 yillarda Quyosh tutilishi paytida o’tkazilgan tajribalar bu fikrni tasdiqladi.

< 1₀ - Lorens qisqarishi, Δt< Δt — vaqtning sekinlashuvi.


Xuddi shuningdek, harakatdagi zarrachaning massasi ham quyidagi qonuniyat bo’yicha o’zgarar ekan:





m₀ — zarrachaning tinch holatdagi massasi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasidan yana bir muhim xulosa kelib chiqadi:
Inert massa va gravitasiya massalari o’rtasida farq bormi?,-degan savolga Eynshteynning nisbiylik nazariyasi yo’q deb javob beradi va jismlar massasidan qat’iy nazar Yer sirtiga bir xil tezlanish (g) bilan tushadi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasi universal va fundamental qonuniyat bo’lib, barcha fizik jarayonlar uchun qo’llaniladi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasidan yana bir muhim qonuniyat kelib chiqadi. Bu massa bilan energiya o’rtasidagi bog’lanishning mavjudligi: (Ye = mc²) ekan. Demak, energiya massaga ega ekan gravitasiya qonunlari ham o’zgacha bo’lishi kerak, ya’ni yorug’lik nuri gravitasiya maydonida o’z yo’nalishini o’zgartirishi lozim. 1919 va 1922 yillarda Quyosh tutilishi paytida o’tkazilgan tajribalar bu fikrni tasdiqladi.