[SCRÂȘIT]
[FOSȘIT]
[CLIC]
MARKUS KLUTE: Bine ați revenit
la 8.20, relativitatea specială.
Așa că începem un
nou capitol în care ne
uităm la testele
și implicațiile
relativității speciale.
Am început toată
discuția și evaluarea
transformărilor Lorentz
și descrierea
paradoxurilor pe baza
postulatelor lui Einstein.
Acestea nu sunt axiome, ceea ce
înseamnă că
trebuie să verificăm.
Ele sunt o predicție
a modului în care funcționează natura
și
este necesară verificarea experimentală pentru a câștiga încredere
că acele postulate
sunt de fapt corecte
sau realizate în natură.
Și am studiat
deja unele dintre aceste teste.
Și asta servește ca o mică trecere în
revistă a discuțiilor pe care le-am
avut până acum.
Un test experimental
este aberația stelară, despre
care am discutat poate fi
explicată prin relativitate specială
și prin adăugarea vitezei.
Deci asta ne dă o
idee despre ce este lumina.
Izotropia luminii este
testată într-o varietate
de experimente diferite,
pornind de la Michelson-Morley,
care testează practic
că viteza luminii
este independentă de
orientarea aparatului.
Nu am discutat în
detaliu un alt experiment,
care este foarte asemănător.
Este experimentul Kennedy și
Thorndike,
care testează că
viteza luminii
este, de asemenea, independentă
de viteza
aparatului în sine.
Ca una dintre
temele pentru acasă,
ne-am uitat la de Sitter, care a
testat că viteza luminii
este independentă de
viteza sursei.
Și asta a fost
testat, de exemplu,
cu mișcarea
stelelor binare, așa cum am făcut în psetul nostru,
în temele noastre.
Putem privi în
fizica particulelor dezintegrarea unui pion
în doi fotoni.
Și acei pioni, pot avea
multă energie, de exemplu,
cu o viteză beta de 0,999
ori mai mare decât viteza luminii.
Și totuși fotonii
sunt din această dezintegrare.
Se comportă ca
orice alt foton.  Se
mișcă cu
viteza luminii.
Permiteți-mi să discut despre
efectul Doppler și efectul Doppler relativist
și să analizez lumina
cu diferite frecvențe.
Și una dintre
ipotezele pe care le-ați putea avea
este că fotonul este de fapt
o particulă masivă.
Acest lucru ar modifica direct
legile lui Coulomb, care
sunt testate experimental.
Și aceste rezultate ar
depinde de frecvență.
Există un
efect electromagnetic ciudat
dacă introduceți o masă
în fotoni precum un cuplu
pe un inel magnetic Din nou,
aici
au fost efectuate măsurători de precizie.
Și toți sunt de acord
cu ipoteza
că fotonul este fără masă.
Și am vorbit despre
deplasarea Doppler și deplasarea către roșu pentru lumină.  O
altă clasă de
experiment este cea în care
ne uităm direct
la dilatarea timpului,
de exemplu, în
dezintegrarea muonului.
După cum am discutat, avem
muoni cosmici de studiat,
sau putem produce muoni
și în laborator
și îi putem studia.
Sau putem pune
ceasuri foarte precise pe avioane, le putem
zbura în jurul globului și le putem
compara cu cele staționare
și pur și simplu măsuram
efectul relativității speciale
asupra acelor ceasuri.
În toată această experimentare
și verificare experimentală,
este important să înțelegem
importanța incertitudinilor
în
procesul științific în general.  Cred că... ține

minte, când cineva
are
perspectiva istorică asupra științei,
se uită adesea că
o anumită măsurătoare
vine cu o
incertitudine, adesea,
o incertitudine statistică
sau efecte sistematice, care
sunt destul de importante pentru cuantificarea
nivelului de verificare
a criteriilor teoretice.  ipoteză.
Un exemplu aici
este... și experimentele
pot avea, de asemenea, părtiniri.
Și un exemplu de
experiment părtinitor
este aici unul al lui
Walter Kaufmann care a
încercat să măsoare e/m,
sarcina electrică
peste masa electronului.
Dar avea o
părtinire teoretică destul de puternică.
Și a condus
experimentul în momentul în care Einstein își
propunea teoria.
Prejudecata a venit cu adevărat de la
modelul unui electron
la acea vreme.
Și, ca experimente, au fost
incompatibile cu Einstein.
Așa că a spus că Einstein greșește.
Einstein și Lorentz greșesc.
Planck s-a uitat la
asta și a spus că poate,
dar concluzia lui Einstein
imediat uitându-se la asta
a fost, nu, asta nu poate fi.
Și a durat puțin
timp pentru a începe acele experimente
până în 1940.
Puteți citi mai multe despre asta
în acest articol Wikipedia
despre
experimentele lui Walter Kaufmann,
dar permiteți-mi să
vă citesc asta.
„Rezultatele predominante
vorbesc în mod hotărât împotriva corectitudinii
ipotezei lui Lorentz,
precum și a lui Einstein.
Dacă, din această cauză,
considerăm că această ipoteză de bază este
respinsă, atunci
ar fi forțat
să o considere un
eșec în încercarea de a
baza un întreg câmp
de  fizică, inclusiv
electrodinamică și
optică, pe principiul
mișcării relative.”
Știm acum că acest lucru a fost greșit,
dar procesul științific
are loc în
mediul științific.
Și am început această
clasă explicând
că trebuie să fii deschis la
minte pentru a învăța și a studia
și a crește științific.
Și trebuie să puneți la îndoială
ipotezele, să
înțelegeți ipotezele
atunci când apoi treceți la măsurători.
Deci aceasta este prima
parte a acestui capitol
în care vorbim despre teste.
Vom avea o discuție
despre implicațiile
relativității speciale
pe măsură ce trecem de aici.