הסרט שלפנינו פותח סדרת סרטים שמתארת את תורת היחסות. כששני צופים נעים זה ביחס לזה וביחס לעצם שאותו הם מודדים, הם ימדדו גדלים שונים. כדי להבין איך ליישב את המדידות השונות ולדעת למה עליהם לצפות כשהם מודדים, עלינו להיעזר בתורת היחסות. העלילה של סדרת הסרטים הזו זהה לזו של הסדרה הקודמת שהבאנו על אודות מכניקת הקוונטים.

הפרק הראשון כולל מבוא קצר על תורת היחסות ואחריו הסבר על תורת היחסות הקלאסית. התיאוריה הזו, שהיתה מוכרת עוד לפני שאיינשטיין פיתח את תורת היחסות שלו, מספקת תיאור נאמן של העולם, אך רק כל עוד המהירויות של הצופים והעצמים הנמדדים נמוכות בהרבה ממהירות האור. במקרה זה, המעבר ממערכת המדידה של צופה אחד למערכת המדידה של צופה אחר הוא פשוט מאוד. כל שעלינו לעשות הוא לחבר את המהירות היחסית של הצופים למהירות העצם שמדד ידי אחד מהם ונקבל כך את המהירות שימדוד הצופה השני. המעבר הזה נקרא "טרנספורמציית גליליי".

 

הסרטון הופק על ידי Cassiopeia project. תורגם בידי צוות האתר דוידסון אונליין

 

בסרטון הבא ננוע במהירות האור אל תורת היחסות של איינשטיין.

לסיום אשאל אתכם שאלה: כשנגיע לתורת היחסות של איינשטיין נראה שהגדלים שאנו מודדים משתנים מאוד אם אנו נעים ביחס אליהם לא רק המהירות שלהם משתנה, אלא גם גודלם. אולם יש דבר שגם התיאוריה הקלאסית צופה שתכונה חשובה שלו תיראה שונה בעינינו אם נמדוד אותו כשאנו במנוחה והוא בא לקראתו, או אם אנו נעים לכיוונו או מתרחקים ממנו כשהוא "מנסה" להגיע אלינו. האפקט הזה מכונה על שם האיש שחזה אותו. אך למעשה כולנו נתקלים בו כל העת בחיי היומיום. האם תוכלו להבין במה מדובר?

בסרטון

ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

8 תגובות

  • תום

    אפקט דופלר

    לפי דעתי התשובה היא אפקט דופלר. אם ננוע לקראת גוף מסוים, האור שהוא יפלוט יראה לנו אדום ואם נתרחק ממנו הוא יראה כחול (יותר סגול). התופעה מוכרת בכדור הארץ יותר בתופעות קוליות כלומר אם גוף משמיע קול (מכונית משטרה) יתקרב אלינו הקול ישמע אחרת אם הוא יתרחק מאיתנו.

  • אינקוגניטו

    אפקט דופלר

    הפוך
    הסחה לאדום כשהגוף מתרחשת מתרחק
    הסחה לכחול מתרחשת כשהגוף מתקרב

  • ירון גרוס

    אפקט דופלר

    נכון הסחה לאדום נובעת מתהרחקותו של הגוף והסחה לכחול מהתקרבותו אלינו.
    אולם הרעיון של תום בהחלט היה מה ש התכוונתי אליו. ספציפית, מאחר וחשבתי בראשי על תופעה יומיומית שוכלנו חווים, חשבתי על אפקט דופלר הקלאסי עבור גלי קול, כפי שתיאר תום

  • עידו קמינסקי

    אפקט דופלר

    נכון מאוד תום

    התכוונתי לאפקט דופלר , וספציפית מאחר ואנחנו רוצים לעסוק במהירויות נמוכות ממהירות האור בשלב זה, התכוונתי לאפקט דופלר של גלים שונים מגלי אור, כגון גלי קול כפי שציינת.

    חשוב לציין שהתופעה הינה קלאסית לחלוטין במקרה זה.

    ירון גרוס

  • תום

    יחסות- שאלה

    כשמתיחסים למצב בעל מספר נקודות התיחסות (ראו דוגמה) האם צריך להגדיר את נקודת היחוס שלך? אם לא, אז יש מערכות פייזיקליות שונות באותה המערכת...

    דוגמה: רכב נוסע ובתוכו אדם שזורק כדור מעלה.
    מנוקדת ההתיחסות של האדם, הכדור נע רק למעלה אך מנקודת ההתיחסות של הצופה מחוץ לרכב, הכדור נע גם מעלה וגם בכיוון הנסיעה של הרכב.
    האדם מדווח: הכדור נע מעלה
    האדם מבחוץ מדווח: הכדור נע למעלה ובכיוון הנסיעה.
    נוצרת לנו סתירה...

  • עידו קמינסקי

    תשובה לדוגמת הכדור והרכב

    לא הבנתי בידיוק למה התכוונת במספר נקודות ייחוס. אולם אם נתמקד בתיאור שלך. הוא מדויק, מדוע לדעתך יש בו סתירה?

    האדם ברכב ידווח - הכדור נע כלפי מעלה

    הצופה מבחוץ ידווח בידיוק את הדיווח שתורת היחסות הקלאסית מצפה שהוא ידווח - הכדור נע במהירות שהאדם ברכב רואה (כלפי מעלה) + המהירות של האדם ברכב ביחס לצופה (הנסיעה של הרכב). סה"כ הוא ידווח על תנועה גם למלעה ולגם לכיווון הנסיעה.

    אין כל סתירה בין שני התיאורים, קל מאוד לעבור מתיאור אחד לשני על ידי הוספת'הפחתת מהירות הנסיעה

  • תום

    המשך

    שני האנשים מתארים את אותה המערכת בשתי דרכים שונות- זו הסתירה בעיני.
    השאלה היתה: האם צריך להגדיר את נקודת היחוס שלך (מאיפה אתה "מסתכל" על המערכת) בכדי לתאר אותה?

    הכוונה במערכת בעלת כמה נקודות יחוס- מערכת שניתן להתיחס אליה ממספר נקודות "צפייה". כמו בדוגמה: מתוך הרכב ומחוץ לו.

  • נועם

    תשובה

    אם אתה מתכוון במערכת, למערכת של כוחות פיסקליים, הרי בשני המקרים יפעלו בדיוק אותם כוחות ולכן המערכות תהינה זהות. וקטור למעלה בגלל הזריקה, ווקטור בכיוון הנסיעה (וכן משיכה מטה מן הסתם).