Sự khác biệt giữa Biến đổi Lorentz và Biến đổi Galilê

Lorentz Biến đổi vs Galilê Biến đổi
 

Một tập hợp các trục tọa độ, có thể được sử dụng để xác định vị trí, hướng và các thuộc tính khác, được sử dụng khi mô tả chuyển động của một đối tượng. Một hệ tọa độ như vậy được gọi là khung tham chiếu.

Do các nhà quan sát khác nhau có thể sử dụng các khung tham chiếu khác nhau, nên có một cách chuyển đổi các quan sát được thực hiện bởi một khung tham chiếu, để phù hợp với khung tham chiếu khác. Biến đổi Galilê và Biến đổi Lorentz đều là những cách biến đổi quan sát như vậy. Nhưng cả hai chỉ có thể được sử dụng cho các khung tham chiếu đang chuyển động với vận tốc không đổi đối với nhau.

Biến đổi Galilê là gì?

Biến đổi Galilê được sử dụng trong Vật lý Newton. Trong vật lý Newton, người ta cho rằng tồn tại một thực thể phổ quát gọi là 'thời gian', độc lập với người quan sát.

Giả sử rằng có hai khung tham chiếu S(x, y, z, t) và S' (x ', y', z ', t')trong đó S đang nghỉ ngơi và S' đang chuyển động với vận tốc không đổi v dọc theo hướng x-trục của khung S. Bây giờ giả sử rằng một sự kiện xảy ra tại điểm P mà tại tọa độ không-thời gian (x, y, z, t) đối với khung S. Sau đó, biến đổi Galilê đưa ra vị trí của sự kiện theo quan sát của một người quan sát trong khung S'. Giả sử tọa độ không-thời gian đối với S' Là (x ', y', z ', t') sau đó x '= x - vt, y '= y, z '= z và t' = t. Đây là sự biến đổi của Galilê.

Phân biệt chúng với t ' các phương trình biến đổi vận tốc Galilê thu được. Nếu bạn = (bạn_x,bạn_y,bạn_z) là vận tốc của một vật thể được quan sát bởi một người quan sát trong S sau đó vận tốc của cùng một vật thể được quan sát bởi một người quan sát trong S' được đưa ra bởi bạn= (bạn_x', bạn_y', bạn_z')Ở đâu  bạn_x' = = bạn_x- v,bạn_y' = = bạn_y vàbạn_z' = = bạn_z. Thật thú vị khi lưu ý rằng dưới các biến đổi của Galilê, gia tốc là bất biến; tức là gia tốc của một vật thể được quan sát là giống nhau bởi tất cả các nhà quan sát.

Biến đổi Lorentz là gì?

Biến đổi Lorentz được sử dụng trong động lực học tương đối đặc biệt và tương đối tính. Biến đổi Galilê không dự đoán kết quả chính xác khi cơ thể di chuyển với tốc độ gần với tốc độ ánh sáng. Do đó, biến đổi Lorentz được sử dụng khi cơ thể di chuyển với tốc độ như vậy.

Bây giờ hãy xem xét hai khung hình trong phần trước. Các phương trình biến đổi Lorentz cho hai quan sát viên là x '=γ (x- vt), y '= y, z '= z và t' =(t - vx/c²) Ở đâu c là tốc độ ánh sáng và = 1 / (1 - v²/c²). Quan sát rằng theo sự chuyển đổi này, không có đại lượng phổ biến theo thời gian, vì nó phụ thuộc vào tốc độ của người quan sát. Do đó, các nhà quan sát di chuyển ở các tốc độ khác nhau sẽ đo các khoảng cách khác nhau, các khoảng thời gian khác nhau và quan sát thứ tự các sự kiện khác nhau.