問候

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2008年5月5日 星期一

慣性座標系

  點的觀念完全是理想的,不佔任何體積、面積與線段長,但卻可確認其存在。二維中,直線有平行與相交之情況,還多出曲線與圓錐曲線的觀念。三維中,平面有平行與相交之情況,還多出了曲面與歪斜線之觀念。似乎越高維,低維的種類與性質就越豐富。而這只是單純的空間概念,數學上稱為Euclid空間。
  而所謂的慣性,其實是物體為維持原來運動狀態所表現出來的。以汽車為例,忽然加速時,會往後頓一下,這就是身體為維持先前等速的狀態,而表現於外的短暫現象或感覺。忽然減速時,會往前頓一下,這就是身體為維持先前加速的狀態而表現於外的。這種短暫的不協和感覺就是慣性。所以如感受到了慣性,就表示有力在作用在自己身上。
  Galileo在一連串的實驗觀察與生活體驗後,認為靜止與等速運動的座標系都可以稱為慣性座標系,並提出Galileo相對原理:而在慣性座標系中,所有的力學現象與結果都相同。而聯繫兩個慣性座標的變換稱為Galileo變換。值得一提的是,之前所說的靜止是絕對在整個宇宙中的靜止,是理想的,其實可能是不存在的,也不具有特別的意義。重要的是相對的觀念,即兩個等速相對運動或相對靜止的座標系都可看成慣性座標系。
  而我們所居住的地球會繞太陽公轉與自轉,是加速系統。那照上一段的說法,我們生活在非慣性座標系上,但實驗與生活中的觀察都是在地球上做的,難道都不正確,但在地球上驗證的實驗其實依然是對的。所以關於慣性座標系的定義,看來要重新修改。Einstein重新詮釋所謂的慣性座標系:在感覺不出加速度作用的系統,即可稱為慣性座標。

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