Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 11 ½. 23 mars 1939 - Relativitet, massa och energi i samband med den nya kärnfysiken, av O. Klein
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
ligtvis även denna lära ytterst tillbaka på
erfarenheten, men felet var här, att den redan från början
tillämpades långt utanför området för de primitiva
och fattiga erfarenheter, som utgjorde dess upphov.
Ett exempel av annat slag har man i den tämligen
nyupptäckta begränsningen hos lagen om massans
oförstörbarhet, en begränsning, som har börjat att
spela en framträdande roll vid tydningen av de
senaste årens experimentella upptäckter på
kärnfysikens område. Som man vet, ingår begreppet massa
som en nödvändig länk i ett helt mekaniskt
lärosystem, den Newtonska rörelseläran, vars noggranna
giltighet under de mest olikartade förhållanden, från
himlakropparnas rörelser till våra verktyg och
maskiner och från dessa ända ned till atompartiklarna i
kanalstrålarna, utgöra experimentella bevis för
massans oförstörbarhet. Till yttermera visso har man
dessutom företagit mycket noggranna
massbestämningar på kroppar, vari genomgripande kemiska
förvandlingar ägde rum, och dessa försök, som
utfördes med den största möjliga precision, bestyrkte
fullständigt satsen i fråga. I detta fall gällde det
sålunda en i hög grad beprövad erfarenhetssats, som
dessutom bildade en länk i ett helt system av
beprövade naturlagar.
Vilken mening kan det under sådana förhållanden
ha, när det stundom påstås att satsen om massans
oförstörbarhet har visat sig vara oriktig? Kan det
betyda att man av en ren slump har råkat fästa sig
vid sådana fakta, som bestyrka satsen, eller
betyder det helt enkelt, att denna sats liksom alla andra
naturlagar endast utgör ett så fullkomligt uttryck som
möjligt för mer eller mindre begränsade erfarenheter,
ett uttryck, som måste göras mera omfattande och
ännu fullkomligare, när dessa erfarenheter utvidgas?
Man kan nog lugnt påstå, att det senare alternativet
ligger sakläget betydligt närmare än det förra. Det
riktigaste är väl att säga, att satsen om massans
oförstörbarhet även gäller i våra dagars fysik, men att
dess innehåll har blivit rikhaltigare än det var i den
äldre fysiken.
Den modifikation av lagen om massans
oförstörbarhet, som det härvid är fråga om, hänger på det
närmaste samman med den modifikation av den
Newtonska rörelseläran, som Einstein i samband med sin
relativitetsteori har föreslagit. Det utvidgade
massbegreppet står sålunda i samma förhållande till den
Einsteinska mekaniken som det äldre massbegreppet
till den Newtonska rörelseläran.
Den viktigaste utgångspunkten för den Einsteinska
relativitetsteorien var Maxwells och Lorentz’
formulering av lagarna för elektromagnetismen och
optiken, som i sin tur främst byggde på Örsteds,
Ajipère’s och Faraday"s elektromagnetiska
upptäckter och överläggningar och Fresnel’s undersökningar
över ljusets fortplantning. Ett framträdande drag i
den elektromagnetiska erfarenheten är sambandet
mellan elektriska och magnetiska kraftfält. En
vilande elektrisk laddning åstadkommer ett elektriskt fält,
som påverkar andra laddningar. Men den påverkar
inte en vilande magnet; den frambringar intet
magnetiskt fält. En magnet, däremot, påverkar andra
magneter men inte vilande elektriska laddningar. Den
frambringar ett magnetfält men intet elektriskt fält.
En laddning i rörelse, vilket är detsamma som en
elektrisk ström, ger även upphov till ett magnetfält,
som påverkar i laddningens närhet befintliga
magneter. Och likaså påverkar en magnet i rörelse
laddningar, som befinna sig i närheten av den; den
inducerar ett elektriskt kraftfält utom det magnetfält den
ger upphov till.
Alla dessa företeelser bero endast på den relativa
rörelsen av de laddningar eller magneter, som ge
upphov till fälten, och de laddningar eller magneter, som
påverkas, men i det vanliga språkbruket kommer
denna relativitet icke riktigt till uttryck. En
laddning, som rör sig i närheten av en magnet, påverkas
sålunda enligt den BioT-SAVART’ska lagen av en
kraft, som är proportionell mot hastigheten och
styrkan av magnetfältets komponent vinkelrätt på
hastigheten. Tänka vi oss åter att laddningen vilar, medan
magneten rör sig, blir kraften på laddningen
densamma, men nu säger man att laddningen påverkas
av det enligt Faradays induktionslag inducerade
elektriska fältet. Dessa erfarenheter betyda alltså att
uppdelningen av ett givet elektromagnetiskt fält i en
elektrisk och en magnetisk del inte är absolut utan
beror på iakttagarens rörelsetillstånd. Därtill komma
så vissa erfarenheter rörande de elektromagnetiska
fältens fortplantning, som fingo ett provisoriskt
uttryck i Fresnels och Lorentz’ lära om världsetern, där
de elektromagnetiska verkningarna tänktes utbreda
sig som vågor i ett vilande elastiskt medium,
erfarenheter som dock vid närmare påseende uppenbarade
en djupare relativitet än denna bild lät en förmoda.
Resultatet av de negativa försöken att bestämma
jordens rörelse relativt till etern blev antagandet att
Maxwells ekvationer för ett i etern vilande
koordinatsystem gälla i alla koordinatsystem, som icke ha
någon acceleration relativt till fixstjärnehimlen. Som
pris för denna fördjupade relativitetsprincip fick man.
som bekant, offra den äldre fysikens absoluta
tids-och rumsbegrepp, i det längd- och
tidsbestämningarnas resultat visade sig vara beroende av föremålens
rörelse relativt till mätinstrumenten på ett sätt som
man hittills icke hade märkt av det skälet att dessa
avvikelser först bli betydliga, när den relativa
hastigheten i fråga närmar sig till ljushastigheten.
Denna nya elektromagnetiska relativitetsprincip
bragtes nu av Einstein i samband med den äldre
mekanikens relativitetsprincip, enligt vilken Newtons
rörelseekvationer gälla i varje koordinatsystem, som
är utan acceleration relativt till fixstjärnehimlen.
Einstein sammanfattade nämligen alla dessa
erfarenheter i relativitetspostulatet: Genom iakttagelser
inom ett slutet laboratorium är det omöjligt att
bestämma dettas hastighet relativt till fixstjärnorna.
Eller på matematiskt språk: Fysikens
differentialekvationer behålla sin form, när de transformeras på
ett koordinatsystem, som rör sig likformigt relativt
till det ursprungliga koordinatsystemet.
Transformationen består härvid i införandet av nya
rumstidsstor-lieter i stället för de ursprungliga koordinaterna i
enlighet med relativitetsteoriens
transformationsform-ler (Lorentztransformationen) och dessutom nya
fysikaliska storheter (såsom komponenterna av den
elektriska ocli magnetiska fältstyrkan eller eventuella
partiklars rörelsemängdskomponenter och energi),
vilka spela samma roll i det nya koordinatsystemet
som de ursprungliga, fysikaliska storheterna i det
gamla koordinatsystemet. Vid de Maxwellska
ekvationerna är detta postulat utan vidare uppfyllt. Detta
138
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
