ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
- ทฤษฎีสัมพัทธภาพ เป็นอีกหนึ่งทฤษฎีที่ได้รับการกล่าวขานมากที่สุดในยุคนั้น(แม้กระทั่งปัจจุบัน)เนื่องจากทฤษฎีสัมพัทธภาพถือเป็นการถอนรากถอนโคนความคิดและความเข้าใจต่อฟิสิกส์และธรรมชาติในเชิงกลศาสตร์ ซึ่งในสมัยก่อนหน้านั้น ความคิดทางด้านกลศาสตร์ (หรือพลศาสตร์ของวัตถุแข็งเกร็ง) จะต้องดำเนินไปตามกฎของนิวตัน ซึ่งอธิบายถึงกลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับแรง มวล พลังงาน ในลักษณะที่เรียกว่า "สัมบูรณ์" คือให้สิ่งที่เราต้องการจะวัดเป็นศูนย์กลาง และมีคำตอบของการแก้ปัญหาสมการเพียงคำตอบเดียว ถ้าคำตอบที่ได้มีค่าแตกต่างจากความเป็นจริง คำตอบนั้นๆ จะถือว่าผิด แต่ในกรณีของทฤษฎีสัมพัทธภาพ การคำนวณทางกลศาสตร์จะเหมือนเป็นการเปรียบเทียบระหว่างสิ่งๆ หนึ่งที่ผู้สังเกตคนหนึ่งวัด กับ ผู้สังเกตอีกคนหนึ่งวัด ซึ่งมีปัจจัยในการวัดแตกต่างกัน จะทำให้คำตอบที่ผู้สังเกตทั้งสองวัดนั้นอาจมีค่าไม่ตรงกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยในการวัดตามที่กล่าวมา
- โดยในเรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพนี้ จะเน้นความสัมพันธ์ระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์นิวตัน เพื่อให้ผู้อ่านสามารถเข้าใจเนื้อหาได้มากยิ่งขึ้น
เกริ่นนำ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
แก้ไขสมการในทางฟิสิกส์นั้นเชื่อกันว่าต้องเป็นจริงสำหรับทุกผู้สังเกตุ เช่น"น้ำหนักอะตอมของออกซิเจนเท่ากับ16"หรือ"มีเทนเซอร์อันดับ2ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งไดเวอร์เจนต์ของมันเท่ากับ0" แต่กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันไม่เป็นเช่นนั้นมันขึ้นอยู่กับผู้สังเกตด้วยผู้สังเกตุ2คนคนหนึ่งมีความเร่งเทียบกับอีกคน ถ้าคนใดคนหนึ่งเห็นวัตถุอยู่นิ่ง อีกคนจะไม่เห็นว่าหยุดนิ่ง(จะเห็นว่ามีความเร่งทั้งๆที่ไม่มีแรงมากระทำ) กฎของนิวตันนั้นข้อ 1ไม่แปรผันสำหรับ การหมุน,การเลื่อนตำแหน่ง ของผู้สังเกต ส่วนข้อ2 ไม่แปรผันเมื่อ มีการแปลงกรอบ(อ้างอิง)แบบ กาลิเลียน แต่เมื่อนำกลางแปลงกาลิเลียนไปใช้กับสมการแมกเวลล์กับปรากฎว่าใช้ไม่ได้ สมการแมกซ์เลล์เข้าไม่ได้กับการแปลงกาลิเลียน แต่เข้าได้กับการแปลงแบบลอเรนตซ์ ในสมการแม็กซ์เวลล์ ยังมีค่าคงที่สากล c ซึ่งถ้าแปลความหมายสมการแมกเวลล์เป้นสมการคลื่น c ก็คือความเร็วของคลื่น แน่นอนมันคือความเร็วของคลื่นแม่เห็กไฟฟ้า แน่นอนมันคือความเร็วแสง ในกลศาสตร์นิวตัน เวลายังเป็นสิ่งสมบูรณ์อีกด้วย
