відповісти на це питання, застосувавши електромеханічну аналогію, широко використовувану у фізиці, так як вважаємо що закони, які описують поведінку гравітаційних хвиль, повинні бути подібні (аналогічні) законам, що описує електромагнітні хвилі.
1. Аналіз природи і властивостей гравітаційних хвиль методом електромеханічної аналогії
Основне наше завдання - визначити другий компонент в гравітаційної хвилі.
У курсі фізики 11 класу розглядається аналогія між механічними і електромагнітними коливаннями, тобто електромеханічна аналогія:
Інерція в механіці => Явище самоіндукції
Координата X => Заряд q.
Швидкість => Сила струму I. br/>
Маса m => Індуктивність L і.т.д.
Перш ніж впритул приступити до аналізу гравітаційних хвиль з допомогою електромеханічної аналогії, спробуємо з'ясувати, від чого залежить маса m тіла, яка є джерелом гравітаційного поля і гравітаційних хвиль.
а) Добре відомо, що маса тіл, виготовлених з одного і того ж речовини, залежить від їх обсягів V, причому m ~ V. Дійсно, з формули маси тіла m = ПЃV випливає, що при ПЃ = const (щільність), m ~ V.
б) Якщо проаналізувати результати спеціальної теорії відносності (СТО), то можна показати, що маса m тіла залежить і від перебігу (Ходу) часу t, а точніше m ~ t, де t - інтервал часу між якими-небудь двома подіями, виміряний в тій системі відліку, де вимірюється маса m тіла. Це може бути звичайною одиницею часу, наприклад, секунда, відміряють годинами. p> Отже, з СТО відомо, що
1) -
релятивістська маса (залежність маси тіла від його швидкості), де:
m 0 - маса спокою тіла
- швидкість рухомого тіла
C-швидкість світла у вакуумі
2) -
релятивістське уповільнення часу (у системі відліку (С.О), пов'язаної з рухомим із швидкістю тілом), де
t-тривалість явища по рухомих зі швидкістю годинах, тобто рухаються зі швидкістю тіла.
t 0 - тривалість того ж явища по нерухомих годинах (T> t 0 ). p> Поділивши 1) на 2) маємо:
В
3) - залежність маси m тіла від часу t, так як відношення в будь-якій системі відліку, то m ~ t, що й потрібно було довести.
Рівняння 3) можна пояснити (розуміти) так: якщо з якихось причин у просторі змінюється протягом (хід) часу, то змінюється і маса m тіла.
Отже:
1) m ~ V при ПЃ = const
2) m ~ t
Для з'ясування фізичної природи другого компонента гравітаційних хвиль (Х-поля) скористаємося електромеханічної аналогією, порівнюючи між собою аналогічні властивості матеріального світу. br/>
Електромеханічна аналогія
Електродинаміка
Механіка
Відомо:
N-число витків в соленоїді S-площа поперечного перерізу соленоїда. l...
