دانلود پاورپوینت آشنایی با زمینه تجربی نظریه نسبیت خاص

\n

نسبیت خاص

\n

\n

عنوان های پاورپوینت  : 

\n

\n

آشنایی با زمینه تجربی نظریه نسبیت خاص

\n

نسبیت خاص

\n

چند تعریف :

\n

تضاد با فیزیک کلاسیک

\n

نسبیت نیوتونی ( کلاسیک):

\n

اصل نسبیت نیوتونی:

\n

تبدیلات گالیله :

\n

تبدیل گالیله :

\n

روابط عکس :

\n

آیا دستگاه یگانه ای وجود دارد که سرعت نور درآن برابر با c باشد؟لازمه وجود اتر ( یا چارچوب اتر):

\n

معادلات ماکسوئل و چارچوب مطلق

\n

آزمایش مایکلسون - مورلی:

\n

تداخل سنج مایکلسون

\n

فریزهای مایکلسون

\n

تداخل سنج مایکلسون و فریزهای تداخلی

\n

نسبی بودن سرعت

\n

جزئیات آزمایش مایکلسون - مورلی

\n

تحلیل آزمایش مایکلسون - مورلی

\n

پیش بینی ازمایش مایکلسون – مورلی

\n

تجهیزات آزمایش مایکلسون - مورلی

\n

نتایج آزمایش مایکلسون - مورلی

\n

نتیجه گیری مایکلسون :

\n

توضیحات ممکن برای نتیجه صفر آزمایش مایکلسون – مورلی

\n

آزمایش فیزو:

\n

مثال :

\n

فرضیه انقباض لورنتس – فیتز جرالد

\n

فرضیه های انشتین:

\n

دونظریه انشتین :

\n

زمان و فاصله مطلق نیستند

\n

ثابت بودن سرعت نور:

\n

ثابت بودن سرعت نور با تبدیل گالیله سازگار نیست:

\n

همزمانی

\n

بازه های زمانی : رویدادهای همزمان

\n

روش همزمان کردن ساعت ها:

\n

تبدیلات لورنتس

\n

پیدا کردن تبدیلی برای  t’:

\n

معادلات تبدیل لورنتس :

\n

معادلات تبدیل لورنتس :

\n

خواص  g

\n

تبدیلات کامل لورنتس :

\n

تبدیل سرعت لورنتس :

\n

Gedanken آزمایشات ذهنی :

\n

زمان ویژه

\n

اتساع زمان

\n

آزمایش ساده ای بانور: اتساع زمان

\n

هندسه این مسئله:

\n

طول ویژه:

\n

انقباض طول:

\n

جمع نسبیتی سرعت ها:

\n

مثال اتساع زمان

\n

منحنی جمع نسبیتی سرعت ها:

\n

مثال : جمع سرعت ها

\n

“کشش اتری ”

\n

پدیده دوپلر

\n

امواج یک منبع ساکن

\n

پدیده دوپلر را بخاطر بیاورید

\n

پدیده دوپلرنسبیتی

\n

مکانیک ونسبیت

\n

تکانه نسبیتی :

\n

آیا این اصلاحات در عمل درست از آب در می آید؟

\n

تکانه نسبیتی :

\n

در سرعت ها ی بالا آیا جرم افزایش می یابد یاتکانه؟

\n

تکانه نسبیتی و مولفه های آن:

\n

انرژِی نسبیتی

\n

انرژی کل وانرژی سکون

\n

تکانه وانرژِی:

\n

ذرات بدون جرم :

\n

یک وسیله  کمکی برای به ذهن سپردن روابط بین انرژی کل E انرژی سکون moc2  وتکانه حرکت P

\n

تبدیلات  نسبیتی اندازه حرکت و انرژی

\n

تبدیلات نیرو

\n

مثال :

\n

برخورد ناکشسان از دید ناظر s:

\n

در چارچوب s قبل از برخورد انرژی کل برابر است با:

\n

در چارچوب s  قبل ازبرخورد:

\n

نسبیت و الکترومغناطیس

\n

چگونه میدان مغناطیسی صرفا بدلیل حرکت بصورت یک میدان الکتریکی نمود می کند؟

\n

سیم حامل جریان

\n

چگالی نسبیتی شدت جریان

\n

رابطه چگالی شدت جریان و چگالی بار فضا -زمانی

\n

معکوس معادلات :

\n

معادلات تبدیل برای E وB

\n

تبدیل عکس :

\n

تبدیلات میدان مغناطیسی :

\n

میدان حاصل از یک بارنقطه ای متحرک باحرکت یکنواخت:

\n

درچارچوب s   :

\n

ناوردایی معادلات ماکسول:

\n

نمایش هندسی  فضا -زمان

\n

جهانخط های ویژه:

\n

معادلات لورنتس با استفاده از نمادجدید w=ct:

\n

جهانخط ها وزمان

\n

ساعت های متحرک:همزمانی

\n

مخروط نوری

\n

بازه فضا- زمان

\n

ناورداهای فضا -زمان

\n

پاردکس های نسبیت خاص

\n

پارادکس دوقلوها

\n

مثال -پارادکس دوقلوها :

\n

اصل هم ارزی

\n

خم شدن پرتوهای نور در میدان گرانشی

\n

\n \n\n \n\n

---

\n\nقسمت ها و تکه های اتفاقی از فایل\n\n \n\nفرضیه انقباض لورنتس – فیتز جرالد\n\nلورنتس – فیتز جرالد برای توجیه نتیجه صفر آزمایش مایکلسون – مورلی و ابقای مفهوم چارچوب مرجح اتر این فرضیه را ارائه دادند که طبق آن اجسام در جهت حرکت خود نسبت به اتر ساکن ، به نسبت زیر منقبض می شوند:\n\nفرضیه های انشتین:\n\nآلبرت انشتین دو ساله بود که مایکلسون – مورلی نتایج آزمایش خود را ارائه دادند.\n\nانشتین در سن 16 سالگی درمورد معادلات ماکسول در چارچوب های مرجع تعمق کرد.\n\nانشتین در سن 25 سالگی در سال1905 نظریه نسبیت خاص خود را ارائه نمود.\n\nاین نظریه به آسانی آزمایش مایکلسون – مورلی را تحلیل می  کرد.\n\nدونظریه انشتین :\n\nانشتین با قبول این عقیده که معادلات ماکسول باید در کلیه چاچوب ها ی لخت صادق باشد دو نظریه را ارائه داد:\n\nاصل نسبیت: قوانین فیزیک در تمام دستگاههای لخت یکسان هستند و هیچ دستگاه لخت مرجحی وجود ندارد.\n\nاصل ثابت بودن سرعت نور: در فضای تهی مقدار سرعت نور در تمام دستگاههای لخت یکسان و برابر با  است c\n\nزمان و فاصله مطلق نیستند\n\nثابت بودن سرعت نور:\n\nدوچارچوب ساکن  K وچارچوب متحرک  K’رادرنظر بگیرید..\n\nدرلحظهt = 0, مبدا دودستگاه برهم منطبق بوده و دستگاه  K’ بسوی راست در راستای محور x حرکت می کند.\n\nطبق فرضیه دوم انشتین باثابت بودن سرعت نور جبهه های موج در هر دو چارچوب کروی خواهد بود.\n\nثابت بودن سرعت نور با تبدیل گالیله سازگار نیست:\n\nجبهه امواج کروی در چارچوب  K:\n\nجبهه امواج کروی در چارچوب  K’:\n\nبا توجه به تبدیل گالیله :\n\nنشان دهید که شکل معادله امواج الکترومغناطیسی :\n\nهمزمانی\n\nبرای اندازه گیری طول بدن یک ماهی درحال شنا باید مکانهای دم و سر آن را به طور همزمان اندازه گیری کرد الف – نه درزمانهای دلخواه ب\n\nبازه های زمانی : رویدادهای همزمان\n\nدورویداد همزمان در یک چارچوب لخت در هر چارچوب دیگری که نسبت به چارچوب اول\n\nدرحرکت نسبی است همزمان نیستند.\n\nروش همزمان کردن ساعت ها:برای اینکه کلیه ساعت ها زمان یکسانی را نشان دهند یعنی، همزمان باشند اینگونه عمل کنید:ساعت ها را بوسیله علائمی  که با سرعت نورحرکت می کنند  (رادیوئی ، نوری ، میکروموج و...) همزمان کنید.زمان متناهی لازم برای انتقال علامت را بحساب آورید.درحالی که ساعت مرجع را روی صفر قرار می دهید علامتی را به ساعت بعدی که به فاصله L از آن قرار دارد بفرستیدوآن ساعت را روی زمان  تنظیم کنید.همین کار را برای کلیه ساعتها تکرار کنید . دراین صورت ساعت ها هم زمان خواهند شد.\n\nیک سئوال- فرض کنید که دو رویداد درفواصل مساوی از یک ناظر روی دهند . فرض کنید که ناظر حکم زیر را به عنوان تعریف همزمانی بپذیرد:” دورویداد همزمان هستند اگر علامتهای نوری ای که از هریک از رویدادها گسیل می شود دریک لحظه به ناظر برسند““نشان دهید که مطابق این تعریف اگر ناظر پی ببرد که دو رویداد همزمان هستند دراین صورت ناظر دیگری که نسبت به ناظر اول حرکت می کند عموماآن دو رویداد را ناهمزمان می یابد.\n\nبه شکل زیر توجه کنید .تپ های نوری بطور همزمان به ناظر o می رسند درحالی که زمان رسیدن آنها به ناظر o’  همزمان نیست.\n\nتبدیلات لورنتس\n\nتحت چه تبدیلی معادله موج الکترومغناطیسی ناوردا است ؟\n\nتحت چه تبدیلی جبهه های موج در دو چارچوب کروی می ماند؟\n\nفرض کنید که این تبدیل  x’ = g (x – vt)  باشد بطوریکه    x =  g’ (x’ + vt’) , که  g هر ضریبی می تواند باشد.\n\nمطابق فرضیه اول انشتین :    g’ =  g\n\nجبهه طول موج در راستای  x’-ومحورx باید در روابط    x’ = ct’و x = ct صدق کنند\n\nبنابراین ct’ =  g (ct – vt)  یا   t’ =  g t (1– v/c)\n\nو  ct =  g’ (ct’ + vt’)  یا  t =  g’t’(1 + v/c)\n\nباجاگذاری  t در t’ =  g t (1– v/c) :\n\nمعادلات تبدیل لورنتس :\n\nبادستکاری جبری معادلات مستقیم لورنتس  ، معادلات عکس لورنتس را بدست آورید.\n\nمثال- درلحظه t=t’=0درچارچوب s جبهه موج کروی نورباسرعت c منتشر می شود .نشان دهید ناظرین درچارچوب s’ که باسرعت v نسبت به چارچوب s  حرکت می کند ولی جبهه های کروی موج نور از نقطه o’ به بیرون انتشار پیدا می کند.\n\nمثال – در چارچوب s درمختصات فضا –زمان x=100km, y=10km,z=1km,t=0.5ms  موج نوری منتشرمی شود. درچارچوب s’     که باسرعت 0.8c درراستای محور xx’ حرکت می کند ناظرین چه مختصاتی را اندازه می گیرند.\n\nپاسخ:\n\nمعادلات تبدیل لورنتس :\n\nخواص  g\n\nبخاط دارید که برای کلیه ناظرین  b  =  v / c  < 1 است.\n\nالف – منحنی  برحسب\n\nتابعی از\n\nب- منحنی برحسب\n\nتابعی از\n\nتبدیلات کامل لورنتس :\n\nتبدیل سرعت لورنتس :ازتبدیلات مختصات لورنتس دیفرانسیل بگیرید:مولفه  x\n\nوبه همین ترتیب :\n\nمشاهده یک خانه درسرعت های معمولی\n\nپرواز درکناریا بسوی یک خانه باسرعت 50درصدسرعت نور\n\nپرواز درکنار ویابسوی یک خانه باسرعت 90%/99% سرعت نور\n\nپرواز بسوی یک خانه با سرعت 99درصد سرعت نور\n\nپرواز درکناریا بسوی یک خانه با سرعت 99.9% سرعت نور\n\nمشاهده یک ساختمان بلند درواشنگتن با سرعت ها ی نسبیتی\n\nمثال – ازدید ناظر o،ذره ای باسرعت 0.8c در امتداد 30 درجه نسبت به محورx  حرکت می کند. سرعت ذره ادید ناظر دوم o’ که با سرعت -0.6c  درامتداد محورمشترک x-x’ حرکت می کند چقدراست ؟\n\nپاسخ :\n\nچند نتیجه از معادلات لورنتس :ا- طول یک جسم وقتی که نسبت به ناظر ساکن باشد بیشترین مقدار را داردووقتی با سرعت v نسبت به ناظر حرکت می کند طول اندازه گیری شده آن در جهت حرکتش با عامل  منقبض می شود. درصورتی که ابعاد در جهت عمود برآن بدون تغییر می ماند 2-یک ساعت وقتی نسبت به ناظر ساکن است تندتر از همیشه کارمی کندو وقتی با سرعت v نسبت به ناظر حرکت می کند آهنگ کار آن با عامل   کند می شود.\n\nGedanken آزمایشات ذهنی :\n\nزمان ویژه\n\nبرای اندازه گیری زمان بهتر است از زمان ویژه استفاده کنیم .\n\nزمان ویژه , T0, زمان بین دو پیشامداست که در یک مکان و بوسیله ساعتی که در آن مکان قرار داده شده است اندازه گیری می شود.\n\nاتساع زمان\n\nفرض می کنیم که زمان دو انفجار در دستگاه متحرک K’ برابر با  اندازه گیری شده باشد دراین صورت طبق تبدیل لورنتس :\n\nاتساع زمان\n\n: T ’ > T0  زمان اندازه گیری شده بین دورویداد در مکان های مختلف بزرگتر از زمان بین همین دورویداد که در یک مکان روی دهند است.این را اتساع زمان گویند.\n\nاندازه گیری در دستگاه ساکن به یک ساعت و دستگاه متحرک به دو ساعت نیاز دارد.\n\nآزمایش ساده ای بانور: اتساع زمان\n\nجمع نسبیتی سرعت ها:\n\nاگر قطاری  با سرعت v  نسبت به زمین و مسافری در قطار باسرع u’ نسبت به آن حرکت کند سرعت مسافر نسبت به زمین برابر است با ( از نظر فیزیک کلاسیک):\n\nu=u’+v\n\nمکان شخص نسبت به قطار x’=u’t’  و مکان او نسبت به زمین x=ut  است . ازنظر نسبیت با استفاده ازمعادلات لورنتس می توان چنین نوشت:\n\nمثال اتساع زمان\n\nمنحنی جمع نسبیتی سرعت ها:\n\nمثال : جمع سرعت ها\n\n“کشش اتری ”\n\n“کشش اتری”\n\nپدیده دوپلر\n\nامواج یک منبع ساکن\n\nپدیده دوپلر را بخاطر بیاورید\n\nپدیده دوپلرنسبیتی\n\nاگر وارد مرز نسبیت شویم چه اتفاقی می افتد؟\n\nچشمه نور،یک ستاره، در دستگاه  K’ از گیرنده(مثلا یک منجم) دردستگاه K باسرعت نسبی  vدور می شود.\n\nفرض کنید که در چارچوب ناظر چشمه  N موج را در بازه زمانی  T نشرکند T0’) در چارچوب چشمه.(\n\nچون سرعت نور همواره ثابت است و چشمه با سرعت  vحرکت می کند طول قطار موج در بازه زمانی     T   درچارچوب ناظر  برابر است با:\n\nطول قطار موج = cT + vT\n\nپدیده دوپلر نسبیتی:\n\nطول موج برابر است با:\n\nمثال –معادله دوپلر را وقتی چشمه و ناظر ازهم دور می شوند تاجمله های مرتبه اول برحسب v/cمحاسبه کنید:\n\nمثال-فرض کنید که جابهجایی دوپلر درخط D2 سدیم (5890 انگسترم) وقتی نورحاصل ازیک ستاره دوردست را مشاهده می کنیم برابربا 100A  باشد سرعت دورشدن ستاره را تعیین کنید.\n\nمثال-مردی در یک سفینه فضایی که باسرعت 0.6c ازیک سکوی فضایی دورمیشودنوری به طول موج 5000 آنگسترم به طرف سکو می فرستد بسامد نور ازدید ناظر واقع برسکو چقدراست ؟\n\nاگر از رابطه کلاسیکی برای محاسبة سرعت نسبی استفاده کنیم، به ترتیب جوابهای c1/0 و c7/1 را برای «الف» و «ب» به دست خواهیم آورد.\n\nمثال: موشک های AوB به ترتیب با سرعت 0.8c نسبت به زمین به طرف راست و با سرعت 0.6c نسبت به زمین به طرف چپ حرکت می کنند. سرعت موشک Aاز دید ناظر ساکن نسبت به موشک B  چقدر است\n\nجواب:\n\nفرض می کنید که ناظر های O و ذره به ترتیب نسبت به زمین ، موشک B و موشک    A  ساکن هستند.در این صورت داریم.\n\nبا توجه به فرمول نسبیت انقباض طول\n\nمثال: ستاره ای با سرعت از زمین دور می شود.جابجایی طول موج برای خط D2 سدیم  چقدر است\n\nمثال :سرعت نوردرآب برابر با c/nکه در آن  n ضریب شکست آب تقریبا برابر با   n=4/3 . فیزو درسال 1851 پی بردکه سرعت نور درآب را که خود نسبت به چارچوب آزمایشگاه با سرعت v حرکت می کند می توان به صورت زیر بیان کرد:\n\nمکانیک ونسبیت\n\nاشکالات مکانیک کلاسیت:\n\nقوانین مکانیک کلاسیک تحت تبدیلات لورنتس ناوردا نیست و فقط تحت تبدیلات گالیله ناوردا است.\n\nنیروهای کنش از دور مجازند.\n\nحدی برای سرعت وجود ندارد.\n\nنیروهای کنش و واکنش برابرند.\n\nقوانین مکانیک کلاسیک را چگونه تغییر دهیم که با نسبیت سازگار باشد؟\n\n \n\nتکانه نسبیتی :\n\nچون فیزیکدانان عقیده دارند که پایستگی تکانه خطی یک اصل بنیادی در فیزیک است ابتدامسئله برخورد بدون حضورنیروهای خارجی را بررسی می کنیم\n\n \n\n \n\n \n\n30 تا 70 درصد پروژه | پاورپوینت | سمینار | طرح های کارآفرینی و  توجیهی |  پایان-نامه |  پی دی اف  مقاله ( کتاب ) | نقشه | پلان طراحی |  های آماده به صورت رایگان میباشد ( word | pdf | docx | doc )