Równania transformacji mają fundamentalne znaczenie w badaniach względności, ponieważ wiążą współrzędne ruchu dwa odniesienia, które poruszają się względem siebie, to znaczy wiążą w nich położenie, prędkość i czas referencyjne. Włoski fizyk Galileo Galilei wydedukował w XVI wieku to, co nazywamy równaniami transformacji Galileusza, i aby je zrozumieć, zrozummy rozważmy poniższy rysunek, na którym mamy dwa układy inercjalne, S' i S, a układ S' porusza się z prędkością v względem referencyjne S.
Dwa bezwładnościowe układy odniesienia, w których S' porusza się względem S i oddala się z prędkością v
Jeśli umieścimy obserwatora w układzie S, to dla niego współrzędnymi czasoprzestrzennymi danego zdarzenia będą x, y,z, t, natomiast obserwator w układzie S. będzie miał dla tego samego zdarzenia współrzędne x', y', z', t', a współrzędne y i z pozostaną stałe, na co nie ma wpływu ruch, więc możemy powiedzieć co:
y = y' i że z = z'
Równania transformacji Galileo, zgodnie z powyższym rysunkiem, to:
x' = x - vt
t = t'
Równania te obowiązują dla prędkości (v) znacznie mniejszych niż prędkość światła (c), czyli dla v << c, ponieważ gdy v ma tendencję do zbliżania się do c, te równania zaczynają nie zgadzać się z wynikami eksperymentalnymi, w takich przypadkach powinniśmy użyć Równania transformacji Lorentza.
Hendrik Antoon Lorentz był wielkim holenderskim fizykiem odpowiedzialnym za wyprowadzenie podstawowych równań do badania względności, tak zwanych równań Lorentza (znanych również jako Przekształca Lorentza), które są następujące:
x' =ϒ(x – vt)
y' = y
z' = z
t' = (t - vx)
c²
Te równania są ważne dla wszystkich prędkości, zauważ, że jeśli v jest znacznie mniejsze niż c (v << c), będą sprowadzić do równań Galileusza, pokazuje to bardziej ogólną charakterystykę teorii względności w odniesieniu do fizyki klasyczny. Współczynnik ϒ nazywa się współczynnikiem Lorentza i można go obliczyć za pomocą poniższego równania:
ϒ = 1
[ 1 - (v/c) ²]1/2
Równania Lorentza można przepisać, zamieniając współrzędne x' i x, a także t' i t, a także odwracając znak prędkości (v), w ten sposób:
x = ϒ(x' + vt')
t = (t'+vx')
c²
Paulo Silva
Ukończył fizykę
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacao-lorentz.htm
