טרנספורמציות לורנץ – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
שורה 26:
כאשר הכפל כאן הוא [[כפל מטריצות]] רגיל.
 
== הגדרה פורמלית ==
 
=== מרחב מינקובסקי וה[[מטריקה]] ===
 
נגדיר את ה[[מטריצה]] של [[מרחב מינקובסקי]] שטוח:
:<math>g= \eta =
\begin{bmatrix}
1&0&0&0\\
0&-1&0&0\\
0&0&-1&0\\
0&0&0&-1
\end{bmatrix}</math>
 
בכתיב טנזורי, רושמים את g כ <math>g_{\mu \nu}</math>.
במרחב מינקובסקי ה[[זמן]] איננו [[סקלר (פיזיקה)|סקלר]] אלא חלק מ [[4-וקטור]]:
: <math>\ x^\mu = \left( ct , \vec{r} \right) = \left( ct, r^i \right)</math>
נשים לב ש <math>\ x^\mu g_{\mu \nu} x^\nu = (ct)^2 - (\vec{r})^2</math> (כאשר אינדקס מופיע פעמיים, פעם למעלה ופעם למטה, אנו מבינים שסוכמים עליו - כלומר: האינדקס רץ מ 0 עד 3) וזהו בעצם חוק [[שמירות האינטרוול]] ואינווריאנטיות [[הזמן העצמי]].
 
ראו עוד: [[הסכם הסכימה של איינשטיין]].
{{ניווט|הסתרה=כן|יישור טקסט=ימין|מוסתר=כן|כותרת=הוכחת הנוסחא לטרנספורמציית לורנץ|תוכן=
הנחות היסוד של בפיתוח טרסנפורמציית לורנץ הן
שורה 127 ⟵ 108:
}}
 
=== חבורתהגדרה לורנץפורמלית ===
 
=== מרחב מינקובסקי וה[[מטריקה]] ===
 
נגדיר את ה[[מטריצה]] של [[מרחב מינקובסקי]] שטוח:
:<math>g= \eta =
\begin{bmatrix}
1&0&0&0\\
0&-1&0&0\\
0&0&-1&0\\
0&0&0&-1
\end{bmatrix}</math>
 
בכתיב טנזורי, רושמים את g כ <math>g_{\mu \nu}</math>.
'''חבורת לורנץ''' כוללת את כל המטריצות <math>\Lambda</math> ה[[מטריצה הפיכה|הפיכות]] מסדר 4 על 4, המקיימות <math>\ \Lambda ^T g \Lambda = g</math>, כאשר T מסמן את [[מטריצה משוחלפת|המטריצה המשוחלפת]]. בלשון מתמטית, זוהי ה[[חבורות מטריצות|חבורה האורתוגונלית]] של ה[[תבנית ריבועית|תבנית]] <math>\ q(t,x,y,z)=t^2-x^2-y^2-z^2</math>.
במרחב מינקובסקי ה[[זמן]] איננו [[סקלר (פיזיקה)|סקלר]] אלא חלק מ [[4-וקטור]]:
: <math>\ x^\mu = \left( ct , \vec{r} \right) = \left( ct, r^i \right)</math>
נשים לב ש <math>\ x^\mu g_{\mu \nu} x^\nu = (ct)^2 - (\vec{r})^2</math> (כאשר אינדקס מופיע פעמיים, פעם למעלה ופעם למטה, אנו[[הסכם מביניםהסכימה שסוכמיםשל עליואיינשטיין]], -קובע כלומר:שמסכמים האינדקסעל רץהערכים מהאפשריים 0 עד ,1,2,3) וזהו בעצם חוק [[שמירות האינטרוול]] ואינווריאנטיות [[הזמן העצמי]].
 
=== חבורת לורנץ ===
 
'''[[חבורת לורנץ]]''' כוללתהיא אתה[[חבורות מטריצות|חבורה האורתוגונלית]] של ה[[תבנית ריבועית|תבנית]] <math>\ q(t,x,y,z)=t^2-x^2-y^2-z^2</math>, כלומר, כלאוסף המטריצות <math>\Lambda</math> ה[[מטריצה הפיכה|הפיכות]] מסדר 4 על 4, המקיימות <math>\ \Lambda ^T g \Lambda = g</math>, כאשר <math>\ \Lambda^T</math> מסמן את [[מטריצה משוחלפת|המטריצה המשוחלפת]]. בלשוןאלו מתמטית,הן זוהיבדיוק ה[[חבורותהטרנספורמציות מטריצות|חבורה האורתוגונלית]]הליניאריות של ה[[תבניתהמרחב-זמן ריבועית|תבנית]]השומרות <math>\על q(t,x,y,z)=t^2-x^2-y^2-z^2</math>המטריקה של מינקובסקי.
על-פי ההגדרה, החבורה כוללת בדיוק את הטרנספורמציות של המרחב-זמן, השומרות על המטריקה של מינקובסקי.
 
== סיווג טרנספורמציות לורנץ ==
שורה 137 ⟵ 134:
=== סיבובים מרחביים ===
 
נשים לב שכלכל טרנספורמציה מהצורה:
: <math>\ t' = t \ \ \ , \ \ \vec{r'} = U\vec{r}</math>
כאשר U היא [[מטריצת סיבוב]] אורותוגונלית (כלומר: <math>U^{-1}=U^T</math>) היא טרנספורמציית לורנץ. למעשה, זוהי טרנספורמציית סיבוב מרחבית.