1905 সালে, আলবার্ট আইনস্টাইন তার আপেক্ষিকতার তত্ত্ব প্রকাশ করেছিলেন, যা আমাদের চারপাশের বিশ্ব সম্পর্কে বিজ্ঞানের বোঝার কিছুটা পরিবর্তন করেছিল। তার অনুমানের উপর ভিত্তি করে আপেক্ষিক ভরের সূত্র পাওয়া গেছে।
বিশেষ আপেক্ষিকতা
পুরো বিষয় হল যে সিস্টেমগুলি একে অপরের সাথে আপেক্ষিকভাবে চলমান, যেকোনো প্রক্রিয়া কিছুটা ভিন্নভাবে এগিয়ে যায়। বিশেষত, এটি প্রকাশ করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, গতি বৃদ্ধির সাথে ভর বৃদ্ধিতে। যদি সিস্টেমের গতি আলোর গতির চেয়ে অনেক কম হয় (υ << c=3 108), তাহলে এই পরিবর্তনগুলি কার্যত লক্ষণীয় হবে না, যেহেতু তারা শূন্যের দিকে ঝোঁকবে। যাইহোক, যদি চলাচলের গতি আলোর গতির কাছাকাছি হয় (উদাহরণস্বরূপ, এটির এক দশমাংশের সমান), তবে শরীরের ভর, এর দৈর্ঘ্য এবং যে কোনও প্রক্রিয়ার সময় এর মতো সূচকগুলি পরিবর্তিত হবে। নিম্নলিখিত সূত্রগুলি ব্যবহার করে, আপেক্ষিক কণার ভর সহ একটি চলমান রেফারেন্স ফ্রেমে এই মানগুলি গণনা করা সম্ভব।
এখানে l0, m0 এবং t0 - শরীরের দৈর্ঘ্য, এর ভর এবং একটি স্থির সিস্টেমে প্রক্রিয়ার সময়, এবং υ হল বস্তুর গতি।
আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুসারে, কোন দেহই আলোর গতির চেয়ে দ্রুত ত্বরান্বিত হতে পারে না।
বিশ্রামের ভর
আপেক্ষিক কণার অবশিষ্ট ভরের প্রশ্নটি আপেক্ষিকতার তত্ত্বে অবিকল উত্থাপিত হয়, যখন একটি দেহ বা কণার ভর গতির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে শুরু করে। তদনুসারে, বাকি ভর হল শরীরের ভর, যা পরিমাপের মুহুর্তে বিশ্রামে থাকে (চলাচলের অনুপস্থিতিতে), অর্থাৎ, এর গতি শূন্য।
একটি দেহের আপেক্ষিক ভর হল গতি বর্ণনা করার অন্যতম প্রধান পরামিতি।
সঙ্গতি নীতি
আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্বের আবির্ভাবের পর, কয়েক শতাব্দী ধরে ব্যবহৃত নিউটনিয়ান মেকানিক্সের কিছু সংশোধনের প্রয়োজন ছিল, যা আলোর গতির সাথে তুলনীয় গতিতে চলমান রেফারেন্স সিস্টেম বিবেচনা করার সময় আর ব্যবহার করা যাবে না। অতএব, লরেন্টজ রূপান্তর ব্যবহার করে গতিবিদ্যার সমস্ত সমীকরণ পরিবর্তন করা প্রয়োজন ছিল - রেফারেন্সের জড়তা ফ্রেমের মধ্যে পরিবর্তনের সময় একটি বডি বা বিন্দু এবং প্রক্রিয়ার সময়ের স্থানাঙ্কের পরিবর্তন। এই রূপান্তরগুলির বর্ণনা এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে প্রতিটি জড়তামূলক ফ্রেমে সমস্ত ভৌত আইন সমানভাবে এবং সমানভাবে কাজ করে। সুতরাং, প্রকৃতির নিয়ম কোনভাবেই রেফারেন্স ফ্রেমের পছন্দের উপর নির্ভরশীল নয়।
লরেন্টজ রূপান্তর থেকে, আপেক্ষিক মেকানিক্সের প্রধান সহগ প্রকাশ করা হয়, যা উপরে বর্ণিত হয়েছে এবং একে অক্ষর বলা হয়।
চিঠিপত্রের নীতিটি নিজেই বেশ সহজ - এটি বলে যে কোনও বিশেষ ক্ষেত্রে যে কোনও নতুন তত্ত্ব একই ফলাফল দেবেআগে. বিশেষত, আপেক্ষিক মেকানিক্সে, এটি এই সত্য দ্বারা প্রতিফলিত হয় যে আলোর গতির চেয়ে অনেক কম গতিতে, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের নিয়মগুলি ব্যবহৃত হয়৷
আপেক্ষিক কণা
একটি আপেক্ষিক কণা এমন একটি কণা যা আলোর গতির সাথে তুলনীয় গতিতে চলে। তাদের গতি বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব দ্বারা বর্ণিত হয়। এমনকি এমন একদল কণাও রয়েছে যাদের অস্তিত্ব কেবলমাত্র আলোর গতিতে চলার সময়ই সম্ভব - এগুলিকে বলা হয় ভরবিহীন বা কেবল ভরবিহীন কণা, যেহেতু বিশ্রামে তাদের ভর শূন্য, তাই এগুলি এমন অনন্য কণা যেগুলির মধ্যে কোন সাদৃশ্য বিকল্প নেই। - আপেক্ষিক, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স।
অর্থাৎ আপেক্ষিক কণার বাকি ভর শূন্য হতে পারে।
একটি কণাকে আপেক্ষিক বলা যেতে পারে যদি তার গতিশক্তিকে নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা শক্তির সাথে তুলনা করা যায়।
এই সূত্রটি প্রয়োজনীয় গতির অবস্থা নির্ধারণ করে।
একটি কণার শক্তি তার বিশ্রাম শক্তির চেয়েও বেশি হতে পারে - এগুলোকে বলা হয় অতি আপেক্ষিক।
এই ধরনের কণার গতি বর্ণনা করতে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স সাধারণ ক্ষেত্রে এবং আরও বিস্তৃত বর্ণনার জন্য কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব ব্যবহার করা হয়।
আবির্ভাব
অনুরূপ কণা (উভয় আপেক্ষিক এবং অতি আপেক্ষিকতাবাদী) তাদের প্রাকৃতিক আকারে শুধুমাত্র মহাজাগতিক বিকিরণে বিদ্যমান, অর্থাৎ, বিকিরণ যার উৎস পৃথিবীর বাইরে, একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রকৃতির। এগুলো কৃত্রিমভাবে মানুষের তৈরি।বিশেষ এক্সিলারেটরে - তাদের সাহায্যে, কয়েক ডজন ধরণের কণা পাওয়া গেছে এবং এই তালিকাটি ক্রমাগত আপডেট করা হয়। যেমন একটি সুবিধা হল, সুইজারল্যান্ডে অবস্থিত লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার৷
বিটা-ক্ষয়ের সময় উপস্থিত ইলেকট্রনগুলি কখনও কখনও আপেক্ষিক হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করার জন্য পর্যাপ্ত গতিতে পৌঁছাতে পারে। নির্দেশিত সূত্র ব্যবহার করে ইলেকট্রনের আপেক্ষিক ভরও পাওয়া যায়।
ভরের ধারণা
নিউটনিয়ান মেকানিক্সে ভরের বেশ কিছু বাধ্যতামূলক বৈশিষ্ট্য রয়েছে:
- দেহের মহাকর্ষীয় আকর্ষণ তাদের ভর থেকে উদ্ভূত হয়, অর্থাৎ এটি সরাসরি এটির উপর নির্ভর করে।
- দেহের ভর রেফারেন্স সিস্টেমের পছন্দের উপর নির্ভর করে না এবং এটি পরিবর্তিত হলে পরিবর্তিত হয় না।
- একটি শরীরের জড়তা তার ভর দ্বারা পরিমাপ করা হয়।
- যদি শরীরটি এমন একটি সিস্টেমে থাকে যেখানে কোনও প্রক্রিয়া ঘটে না এবং যা বন্ধ থাকে, তবে এর ভর কার্যত পরিবর্তন হবে না (ডিফিউশন স্থানান্তর ব্যতীত, যা কঠিন পদার্থের জন্য খুব ধীর হয়)।
- যৌগিক দেহের ভর তার পৃথক অংশের ভর দিয়ে গঠিত।
আপেক্ষিকতার মূলনীতি
গ্যালিলিয়ান আপেক্ষিকতার নীতি।
এই নীতিটি নন-আপেক্ষিক মেকানিক্সের জন্য প্রণয়ন করা হয়েছিল এবং এটি নিম্নরূপ প্রকাশ করা হয়েছে: সিস্টেমগুলি বিশ্রামে থাকুক বা তারা কোন আন্দোলন করুক না কেন, তাদের মধ্যে সমস্ত প্রক্রিয়া একইভাবে এগিয়ে যায়।
আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার নীতি।
এই নীতি দুটি অনুমানের উপর ভিত্তি করে:
- গ্যালিলিওর আপেক্ষিকতার নীতিএই ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়। অর্থাৎ যেকোন সিও-তে, প্রকৃতির সমস্ত নিয়ম একইভাবে কাজ করে৷
- আলোর গতি সর্বদা এবং সমস্ত রেফারেন্স সিস্টেমে একই থাকে, আলোর উৎস এবং স্ক্রীনের (আলো রিসিভার) গতি নির্বিশেষে। এই সত্যটি প্রমাণ করার জন্য, বেশ কয়েকটি পরীক্ষা চালানো হয়েছিল, যা প্রাথমিক অনুমানটিকে সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত করেছে৷
আপেক্ষিক এবং নিউটনিয়ান মেকানিক্সে ভর
নিউটনিয়ান মেকানিক্সের বিপরীতে, আপেক্ষিক তত্ত্বে, ভর উপাদানের পরিমাণের পরিমাপ হতে পারে না। হ্যাঁ, এবং আপেক্ষিক ভর নিজেই কিছু আরও বিস্তৃত উপায়ে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, এটি ব্যাখ্যা করা সম্ভব রেখে গেছে, উদাহরণস্বরূপ, ভর ছাড়া কণার অস্তিত্ব। আপেক্ষিক মেকানিক্সে, ভরের পরিবর্তে শক্তির প্রতি বিশেষ মনোযোগ দেওয়া হয় - অর্থাৎ, যে কোনো শরীর বা প্রাথমিক কণা নির্ধারণ করে তার শক্তি বা ভরবেগ। নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গতিবেগ পাওয়া যাবে।
তবে, একটি কণার অবশিষ্ট ভর একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য - এর মান একটি খুব ছোট এবং অস্থির সংখ্যা, তাই পরিমাপ সর্বাধিক গতি এবং নির্ভুলতার সাথে যোগাযোগ করা হয়। একটি কণার অবশিষ্ট শক্তি নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে পাওয়া যাবে।
- নিউটনের তত্ত্বের অনুরূপ, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে, একটি শরীরের ভর ধ্রুবক থাকে, অর্থাৎ সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় না। এক CO থেকে অন্য CO-তে যাওয়ার সময়ও এটি পরিবর্তিত হয় না৷
- জড়তার কোনো পরিমাপ নেইচলমান শরীর।
- একটি চলমান দেহের আপেক্ষিক ভর তার উপর মহাকর্ষীয় শক্তির প্রভাব দ্বারা নির্ধারিত হয় না।
- যদি কোনো দেহের ভর শূন্য হয়, তবে তা অবশ্যই আলোর গতিতে চলতে হবে। কথোপকথনটি সত্য নয় - শুধুমাত্র ভরহীন কণাই আলোর গতিতে পৌঁছাতে পারে না।
- একটি আপেক্ষিক কণার মোট শক্তি নিম্নলিখিত অভিব্যক্তি ব্যবহার করে সম্ভব:
ভরের প্রকৃতি
বিজ্ঞানে কিছু সময় পর্যন্ত এটি বিশ্বাস করা হত যে কোনও কণার ভর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রকৃতির কারণে, তবে এতক্ষণে এটি জানা গেছে যে এইভাবে এটির একটি ছোট অংশ ব্যাখ্যা করা সম্ভব - প্রধান অবদান গ্লুয়ন থেকে উদ্ভূত শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতি দ্বারা তৈরি করা হয়. যাইহোক, এই পদ্ধতিটি এক ডজন কণার ভর ব্যাখ্যা করতে পারে না, যার প্রকৃতি এখনও ব্যাখ্যা করা হয়নি।
আপেক্ষিক ভর বৃদ্ধি
উপরে বর্ণিত সমস্ত উপপাদ্য এবং আইনের ফলাফল একটি মোটামুটি বোধগম্য, যদিও আশ্চর্যজনক, প্রক্রিয়ায় প্রকাশ করা যেতে পারে। যদি একটি দেহ যেকোন গতিতে অন্যটির সাথে আপেক্ষিকভাবে চলে, তবে এর পরামিতি এবং ভিতরের দেহগুলির পরামিতিগুলি, যদি মূল দেহটি একটি সিস্টেম হয় তবে পরিবর্তন হয়। অবশ্যই, কম গতিতে, এটি কার্যত লক্ষণীয় হবে না, তবে এই প্রভাবটি এখনও উপস্থিত থাকবে৷
কেউ একটি সহজ উদাহরণ দিতে পারে - অন্যটি 60 কিমি/ঘন্টা বেগে চলা ট্রেনে সময় ফুরিয়ে যায়। তারপর, নিম্নলিখিত সূত্র অনুসারে, প্যারামিটার পরিবর্তন সহগ গণনা করা হয়।
এই সূত্রটি উপরেও বর্ণিত হয়েছে। এটিতে সমস্ত ডেটা প্রতিস্থাপন করে (c ≈ 1 109 km/h এর জন্য), আমরা নিম্নলিখিত ফলাফল পাই:
অবশ্যই পরিবর্তনটি অত্যন্ত ছোট এবং ঘড়ির কাঁটা এমনভাবে পরিবর্তন করে না যা লক্ষণীয়।
