Diferența dintre transformarea Lorentz și transformarea galileană

Lorentz Transformarea vs galilean Transformare
 

Un set de axe de coordonate, care pot fi folosite pentru a poziționa poziția, orientarea și alte proprietăți, este folosit atunci când se descrie mișcarea unui obiect. Un astfel de sistem de coordonate este numit un cadru de referință.

Deoarece diferiții observatori pot folosi diferite cadre de referințe, ar trebui să existe o modalitate de a transforma observațiile făcute de un cadru de referință, pentru a se potrivi unui alt cadru de referință. Transformarea Galilean și Transformarea Lorentz sunt ambele modalități de transformare a observațiilor. Dar ambele pot fi folosite numai pentru cadre de referințe care se mișcă cu viteze constante una față de cealaltă.

Ce este o Transformare Galileană?

Transformările Galileene sunt folosite în fizica Newtoniană. În fizica Newtoniană, se presupune că există o entitate universală numită "timp" care este independentă de observator.

Să presupunem că există două cadre de referințe S(x, y, z, t)și S“ (x ', y', z ', t') din care S este în repaus și S“ se mișcă cu viteză constantă v de-a lungul direcției X-axa cadrului S. Acum, presupunem că un eveniment are loc la punctul P care la coordonatele spațiu-timp (x, y, z, t) în raport cu cadrul S. Apoi, transformarea galileană dă poziția evenimentului observat de un observator în cadru S“. Să presupunem coordonatele spațiu-timp cu privire la S“ este (x 'y', z 't') atunci x '= x - vt, y '= y, z '= z și t' = t. Aceasta este Transformarea Galileană.

Diferențierea acestora în ceea ce privește T“ sunt obținute ecuațiile de transformare a vitezei galileene. Dacă u = (u_X,u_y,u_z) este viteza unui obiect observat de un observator în S atunci viteza aceluiași obiect observat de un observator în S“ este dat de u“= (u_X“, U_y“, U_z')Unde  u_X' = u_X- v,u_y' = u_y șiu_z' = u_z. Este interesant de observat faptul că, sub transformări galileene, accelerația este invariabilă; adică accelerarea unui obiect este observată ca fiind aceeași pentru toți observatorii.

Ce este o transformare Lorentz??

Transformările Lorentz sunt folosite în relativitatea specială și în dinamica relativistă. Transformările galileene nu prezică rezultate precise atunci când corpurile se mișcă cu viteze mai aproape de viteza luminii. Prin urmare, transformările Lorentz sunt folosite atunci când corpurile călătoresc la astfel de viteze.

Acum, ia în considerare cele două cadre din secțiunea anterioară. Ecuațiile de transformare Lorentz pentru cei doi observatori sunt x '=y (x- vt), y '= y, z '= z și t' =γ (T - vx/c²) Unde c este viteza luminii și γ = 1 / √ (1 - v²/c²). Observați că, în conformitate cu această transformare, nu există o cantitate universală ca timp, deoarece depinde de viteza observatorului. În consecință, observatorii care călătoresc cu viteze diferite vor măsura distanțe diferite, intervale de timp diferite și vor observa ordonarea diferită a evenimentelor.