Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษเบื้องต้น PDF พิมพ์

สัมพัทธภาพแบบกาลิเลโอ

เวลาที่เรานั่งรถยนต์ เราจะทราบได้อย่างไรว่ารถยนต์ที่เรานั่งกำลังเคลื่อนที่อยู่?
หลายๆคนอาจจะตอบว่า ก็เราเห็นว่ารถยนต์ที่เรานั่งกำลังวิ่งนะสิ!

แต่ถ้าลองคิดให้ลึกซึ้งขึ้นอีกนิดจะพบว่าเราไม่ได้เห็นรถของเราวิ่ง แต่เราเห็นสิ่งต่างๆรอบตัวเราเคลื่อนที่ผ่านเราไปต่างหาก เช่น เห็นวิวทิวทัศน์ข้างทาง ต้นไม้ เสาไฟฟ้า วิ่งสวนทางกับเราไป เราจึงจะบอกได้ว่ารถยนต์ของเรากำลังเคลื่อนที่ไปข้างหน้าแต่ถ้าไม่มีสิ่งของรอบๆรถให้เราอ้างอิงละ เช่นเราถูกปิดตาให้นั่งอยู่ในรถยนต์ เราจะบอกได้หรือไม่ว่ารถยนต์กำลังเคลื่อนที่ แน่นอนถ้ารถไม่เร่งเครื่องหรือเบรกจนเราหัวทิ่มหัวตำละก็ เราแทบจะบอกไม่ได้เลย และนี่คือหลักความจริงทางฟิสิกส์ การจะบอกว่าวัตถุใดๆเคลื่อนที่จะต้องอ้างอิง หรือ “สัมพัทธ์” กับสิ่งใดสิ่งหนึ่งเสมอ เช่น รถยนต์เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เทียบกับบ้านซึ่งอยู่นิ่งๆเป็นต้น

การเคลื่อนที่สัมพัทธ์

สำหรับผู้สังเกตสองคนที่เคลื่อนที่สัมพัทธ์กันด้วยความเร็วคงที่ เขาจะไม่สามารถบอกได้ว่าใครกันแน่ที่เคลื่อนที่ ซึ่งจะทำให้ผู้สังเกตทั้งสองบรรยายเหตุการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้ต่างกัน

ตัวอย่าง รถสีแดง จอดอยู่นิ่ง รถสีฟ้าวิ่งด้วยความเร็ว U และ ลูกปืนวิ่งด้วยความเร็ว V สำหรับผู้สังเกตในรถสีแดง เขาจะรู้สึกว่าตัวเองอยู่นิ่งและมองเห็นรถสีฟ้าวิ่งผ่านหน้าไปความเร็ว U เทียบกับตัวเขาและก็จะเห็นลูกกระสุนปืนวิ่งด้วยอัตราเร็ว Vเทียบกับตัวเขาเช่นกัน ซึ่งเมื่อ V>Uลูกกระสุนก็แซงรถคันสีแดงไป ดังรูป animation ข้างล่าง

45429


45431



สำหรับผู้สังเกตในรถสีฟ้า เขาจะเห็นเหตุการณ์ต่างออกไปจากที่ผู้สังเกตบนรถสีแดงเห็น เนื่องจากรถสีฟ้าวิ่งด้วยความเร็วคงที่ ดังนั้นคนที่นั่งอยู่บนรถจะไม่รู้สึกว่าตนเองกำลังเคลื่อนที่ แต่จะเห็นสิ่งที่อยู่รอบๆตัวเขาเคลื่อนที่สวนทางมา ดังแสดงใน animation ข้างล่าง

45430



สำหรับผู้สังเกตในรถสีฟ้า เขาจะเห็นรถสีแดงวิ่งสวนทางมา ด้วยความเร็ว -U และลูกปืนวิ่งแซงไปด้วยความเร็ว V^\prime

45432



จะเห็นว่าผู้สังเกตบนรถสีแดงและผู้สังเกตบนรถสีฟ้า เห็นการเคลื่อนที่แตกต่างกัน ซึ่งปรากฏการณ์นี้เป็นจริงสำหรับทุกๆผู้สังเกตที่อยู่บนกรอบอ้างอิงเฉื่อย อย่างไรก็ตามแม้ว่าผู้สังเกตทั้งสองจะเห็นการเคลื่อนที่ต่างกัน แต่ว่ากฎทางฟิสิกส์ที่อธิบายการเคลื่อนที่นั้นเหมือนกัน ความจริงนี้คือหลักการของสัมพัทธภาพแบบกาลิเลโอ


สัมพัทธภาพแบบกาลิเลโอ
“กฎทางฟิสิกส์จะเหมือนกันสำหรับผู้สังเกต 2 คนที่เคลื่อนที่สัมพัทธกันด้วยความเร็วคงที่”
The laws of physics are the same for all observers moving at steady speeds with respect to each other



45433



ลองจินตนาการว่านิสิตกำลังนั่งอยู่บนรถไฟฟ้าใต้ดิน ถ้าหน้าต่างรถไฟฟ้าถูกปิดจนมองไม่เห็นทิวทัศน์ข้างนอก (หรืออาจกำลังอยู่กลางอุโมงค์ใต้ติด) เราจะบอกความแตกต่างระหว่างรถไฟที่กำลังหยุดนิ่ง กับรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่อย่างนิ่มนวลได้อย่างไร?

Galileo’s Principle of Relativity บอกว่าไม่มีการทดลองทางฟิสิกส์ใดๆที่จะบอกได้ว่ารถไฟกำลังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่หรือหยุดนิ่ง


สิ่งที่ควรทราบ

ในสัมพัทธภาพแบบกาลิเลโอ ซึ่งรวมถึงในกลศาสตร์ของนิวตัน เราจะถือว่า “เวลา” จะมีค่าเท่ากัน และเดินด้วยอัตราที่เท่ากันหมดในทุกๆผู้สังเกต
ซึ่งเราอาจบอกว่า เวลาเป็นสิ่ง สมบูรณ์ ไม่ใช่เป็นสิ่งสัมพัทธ์

แต่เมื่อเราพิจารณาทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ความสมบูรณ์ของเวลาจะเปลี่ยนไป



ก่อนที่จะพิจารณาฟิสิกส์ในขั้นต่อไป เราอธิบายการเชื่อมโยงเหตุการณ์ที่ผู้สังเกตต่างๆเห็น โดยใช้ภาษาคณิตศาสตร์



< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 68 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 11733530  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!