ระบบอ้างอิง

เราอธิบายว่าระบบอ้างอิงคืออะไรในฟิสิกส์ มีไว้เพื่ออะไร และแนวคิดที่แตกต่างกันในกลศาสตร์คลาสสิกและสัมพัทธภาพ

หน้าต่างอ้างอิงสามารถมีได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสี่มิติ

ระบบการอ้างอิงคืออะไร?

เมื่อเราพูดถึงระบบอ้างอิง โดยปกติเราจะอ้างถึงชุดของข้อตกลงที่ผู้สังเกตต้องการ ภายในระบบกายภาพ-เครื่องกล เพื่อให้สามารถวัดตำแหน่งและขนาดทางกายภาพอื่นๆ ของวัตถุภายใต้การศึกษาได้

ซึ่งหมายความว่าหน้าต่างอ้างอิงเป็นบริบทที่จำเป็นในการทำความเข้าใจมิติและทิศทางของวัตถุ เช่น หากเราดูรูปกระดูกไดโนเสาร์ จะไม่รู้ว่ากระดูกจะใหญ่แค่ไหนถ้าขาดมาตราส่วน. นั่นคือเหตุผลที่วางไม้บรรทัดหรือวัตถุไว้ข้างๆ เพื่อสร้างการเปรียบเทียบ หลังเป็นแบบจำลองอ้างอิงสำหรับขนาด

อย่างไรก็ตาม ความชื่นชมในแนวคิดนี้ใน ทางกายภาพ ขึ้นอยู่กับมุมมองเฉพาะที่ศึกษา:

  • ในกลศาสตร์คลาสสิก ระบบอ้างอิงเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นระบบพิกัดมุมฉากซึ่งเราสามารถศึกษาปริภูมิแบบยุคลิดได้ดังที่เกิดขึ้นใน เรขาคณิตวิเคราะห์. ตัวอย่างเช่น แกนของพิกัดที่ประกอบเป็น เส้นเมอริเดียนและเส้นขนาน ที่เราจัดงานอย่างมีจินตนาการ โลกของเราอนุญาตให้สร้างระบบอ้างอิงทั่วโลกที่วันนี้เรารู้จักในชื่อ GPS (ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก) และนั่นใช้เส้นจินตภาพเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อค้นหาจุดในโลก
  • ในกลศาสตร์สัมพัทธภาพ โดยระบบอ้างอิง เราเข้าใจพิกัดกาล-อวกาศที่ระบุเหตุการณ์ทางกายภาพใดๆ ที่น่าสนใจ ตั้งแต่สี่ เวกเตอร์ การอ้างอิงออร์โธนอร์มัล: เชิงพื้นที่สาม (ความสูง, ระยะเวลา, ความลึก) และชั่วคราว (สภาพอากาศ).

ตัวอย่างระบบอ้างอิง

หากไม่มีระบบอ้างอิง เราอาจทำให้ขนาดของวัตถุสับสนได้

ตัวอย่างที่เรียบง่ายและคลาสสิกในการทำความเข้าใจการใช้ระบบอ้างอิงนั้นอิงจากยานอวกาศที่เคลื่อนตัวออกจากพื้นผิวของ โลก.

สำหรับผู้ที่สังเกตจากพื้นผิว เรือจะลอยขึ้นและหายไปในไม่ช้า โดยดูเล็กลงและเล็กลงเมื่อเคลื่อนตัวออกไป สำหรับนักบิน โลกที่ถูกทิ้งไว้ข้างหลัง เคลื่อนตัวออกจากเรือและมีขนาดเล็กลงเมื่อถูกทิ้งไว้ข้างหลัง สำหรับทั้งสองสิ่งนี้ ความเคลื่อนไหว มันจะรวดเร็วและเป็นเส้นตรง

แต่สำหรับผู้ชมคนที่สามที่อยู่ในดวงจันทร์ การเคลื่อนที่ของจรวดอาจดูช้าและห่างไกล น้อยที่สุด แทบจะไม่เกิดขึ้น และมันจะรับความเร็วเมื่อเข้าใกล้มันบนเส้นทางของมันเท่านั้น ความแตกต่างนี้เกิดจากการใช้ระบบอ้างอิงที่แตกต่างกันในแต่ละกรณี

!-- GDPR -->