Кіріспе

Релятивистік физикада қолданылатын теңдеу – релятивистік физикада жылдамдықтарды қосу формуласы, ол ешбір дененің жылдамдығы жарық жылдамдығынан аспауы керек деген талапқа сәйкес келетіндей етіп, дененің жылдамдықтарын қалай біріктіру керектігін көрсететін теңдеу. Мұндай формулалар тізбектелген Лоренц түрлендірулеріне қолданылады, сондықтан олар әртүрлі есептеу жүйелерін байланыстырады. Жылдамдықтарды қосумен бірге Томас прецессиясы деп аталатын кинематикалық эффект те пайда болады, онда бір-біріне параллель емес Лоренц күшейтулері координаттар жүйесінің бұрылуы мен күшейтудің қосындысына тең болады. Жылдамдықтарды қосу формулаларының негізгі қолданылу салаларына Доплер эффектісі, Доплер навигациясы, жарықтың аберрациясы және 1851 жылғы Физо экспериментінде байқалған қозғалмалы суда жарықтың иілуі жатады. Бұл жазуда 'u' Лоренцтік S жүйесіндегі дененің жылдамдығын, 'v' – S жүйесінде өлшенген екінші S' жүйесінің жылдамдығын, ал 'u'' – екінші S' жүйесіндегі дененің түрлендірілген жылдамдығын білдіреді.

Тарих

Сұйықтықтағы жарық жылдамдығы вакуумдағы жарық жылдамдығынан баяу, ал сұйықтық жарықпен бірге қозғалса, ол өзгереді. 1851 жылы Физо интерферометрді пайдаланып, жарыққа параллель қозғалатын сұйықтықтағы жарық жылдамдығын өлшеді. Физоның нәтижелері сол кездегі басым теориялармен келіспеді. Физо эксперименттік жолмен, төменде сипатталғандай, релятивистік тұрғыдан дұрыс қосылу заңының кеңеюінің бірінші мүшесін анықтады. Жарықтың аберрациясы, оның ең қарапайым түсіндірмесі релятивистік жылдамдықтарды қосу формуласы, Физоның нәтижесімен бірге 1892 жылы Лоренцтің электромагнетизмнің эфир теориясы сияқты теориялардың дамуына ықпал етті. 1905 жылы Альберт Эйнштейн, арнайы салыстырмалылық теориясының пайда болуымен, релятивистік жылдамдықтарды қосу үшін стандартты конфигурация формуласын (V in the) туындатты. Эфирге қатысты мәселелер жылдар бойы біртіндеп арнайы салыстырмалылық теориясының пайдасына шешілді.

Галилейдің салыстырмалылық теориясы

Галилей біркелкі қозғалатын кемедегі адамның тыныш екендей сезінетінін және ауыр дененің тік төмен қарай құлайтынын байқаған. Бұл байқау қазір механикалық салыстырмалылық принципінің алғашқы айқын тұжырымы деп есептеледі. Галилей жағалауда тұрған адамның көзқарасынан, кемедегі дененің төмен қарай құлау қозғалысы кеменің алға қарай қозғалысымен бірігеді немесе оған қосылады. Жылдамдықтар арқылы айтқанда, құлайтын дененің жағалауға қатысты жылдамдығы, кемеге қатысты дененің жылдамдығы мен жағалауға қатысты кеменің жылдамдығының қосындысына тең болады. Жалпы алғанда, үш объекті үшін – А (мысалы, жағалаудағы Галилей), В (мысалы, кеме), С (мысалы, кемеде құлайтын дене) – C-ның A-ға қатысты жылдамдық векторы (Галилей көріп отырған құлайтын дененің жылдамдығы), C-ның B-ға қатысты жылдамдығының (құлайтын дененің кемеге қатысты жылдамдығы) және B-ның A-ға қатысты жылдамдығының (кеменің жағалаудан алыстау жылдамдығы) векторлық қосындысына тең. Мұндағы қосу – векторлық алгебраның векторлық қосуы, ал нәтижесіндегі жылдамдық әдетте былай көрсетіледі. Галилейдің ғарышы абсолютті кеңістік пен уақыттан тұрады, ал жылдамдықтардың қосылуы Галилей түрлендірулерінің композициясына сәйкес келеді. Салыстырмалылық принципі Галилейлік салыстырмалылық деп аталады. Ол Ньютон механикасының заңдарына сәйкес келеді.