A próbabábu relativitáselmélete: A tartalom egyszerűen magyarázható
Amikor gondolkodunk a relativitáselméletre, az E = mc² képlet általában eszébe jut. Ez a gyakorlati tipp megmondja, hogy mi a helyzet ennek a képletnek, és mit kell tudnia a "relativitáselméletről".
A relativitáselmélet egyszerűen elmagyarázta
A relativitáselmélet a térrel, az idővel és a gravitációval foglalkozik, és valódi mérföldkő volt a fizikában. Sok olyan dolog, mint a láncfonatok meghajtása és az időutazás, egy kicsit több lehetőséget tett lehetővé. Két elméletből áll.
- A relativitáselmélet speciális elmélete. Megmagyarázza az idő és a tér viselkedését a megfigyelők szempontjából.
- A relativitáselmélet általános elmélete. A gravitációt az idő és a tér görbüléseként írja le, amelyet például nagy tömegek, például csillagok hoznak létre.
nyilatkozat
A fizikában a referenciarendszert térbeli-időbeli struktúrának nevezzük, amelyre a helyfüggő folyamatok pontos leírása szükséges. Az inerciális rendszer olyan referenciarendszer, amelyben az erőmentes részecskék állandó sebességgel nyugszanak vagy egyenes utakon haladnak. Például az idő az egyik tehetetlenségi rendszerben lassabban halad, mint a másikban.
- Einstein speciális relativitáselmélete szerint minden tehetetlenségi rendszer azonos természetű. Ha az idő gyorsabban halad az egyik rendszerben, mint a másikban, akkor mindkét tulajdonság érvényes. Az idő gyorsabban repül, és ugyanakkor normálisan.
- Meg kell azonban jegyeznünk, hogy egyetlen rendszer, sem tárgy, sem részecske nem lehet gyorsabb, mint a fény. 299792.458 km / s sebességnél a (c) fénysebesség a sebesség felső határa. Sajnos néhány sci-fi filmben űrhajó repülése "kétszeres fénysebességgel" nem lehetséges.
E = mc² - ez azt jelenti a képletet
Szinte mindenki ismeri őket, de senki sem tudja, hogyan kell azokat valóban használni: a híres E = mc² képletről beszélünk. Ezzel az energia kiszámítható a relatív tömeg függvényében.
- Einstein szerint az energia és a tömeg (például részecskékkel) egyenértékűek.
- Az (E) teljes energia kiszámítható az E = mc² képlettel, ahol m = m ': √ (1 - v²: c²). Ebben az esetben m 'a nyugalomban levő tömeg. A képlet azonban nem alkalmazható a „klasszikus” fizikára, hanem csak a relativista fizikára vonatkozik.
A relativitáselmélet: mi az időtágulás és a hosszúság összehúzódása?
A (egy tárgy) sebességétől függően az idő (amely a megfigyelőhöz képest elhalad) vagy a hosszúság (az objektum) befolyásolható. Az idő és a hossz függ a sebességtől.
- Minél gyorsabban mozog egy tárgy az űrben, annál lassabb idő telik el pihenő megfigyelőhöz képest. Az idő még a nagy tömeg közelében is lassabban halad. Részletesebb információt az "Időtágítás" cikkben talál.
- Ha egy tárgy nagy sebességgel mozog az űrben, akkor annak hossza (a sebesség irányában) is tömörítve van. Itt is található egy külön cikk, amely a hosszúság csökkentésével foglalkozik.
A tér és az idő görbülete: Nagy tömegek a térben
Végül szeretnénk szentelni magát az űrben lévő nagy tömegeknek (például egy bolygónak).
- Amint az idő-dilatációról szóló cikkből már tudjuk, az idő lassabban halad át a nagy tömegek közelében.
- A nagy tömegek, például egy csillag, meghajlik a tér (és az idő). Gondolkodhat erre a jelenségre, mint egy nagy rongyra, amely "lehajlik", amikor valami nehézat, mint egy görögdinnye rátesz. A tér-idő hasonlóan ívelt. Ez azt jelenti, hogy a fényt nagy tömegek is eltérítik.
Einstein relativitáselmélete: Önnek képesnek kell lennie ezekre a képletekre
A relativista fizikában sok különféle képletet használnak. Megmutatjuk a legfontosabb tudnivalókat.
$config[ads_text5] not found- A relatív idő képlete ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). Ebben a példában azt szeretnénk kiszámítani, hogy hány másodperc telik el egy olyan rendszerben, amely 200000 km / s sebességgel halad: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6, 712 s. Ez azt jelenti, hogy míg 5 másodperc elhalad egy gyorsított rendszerben, körülbelül 7 másodperc egy helyhez kötött rendszerben! A fénysebességnél a nevezőben nulla lenne 0. Ez ∞-t eredményezne.
- A hosszúság összehúzódásának képlete: l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). A relatív hosszúság az alaphosszon és a sebességen múlik. A fény sebességén a hossza 0!
- Ön is ismeri az E = mc² képletet m = m ': √ (1 - v²: c²) ebből a cikkből.
- Végül megtalálható a relativista Doppler-hatás formulája (szakemberek számára). A Doppler-effektus akkor lesz észrevehető, ha például egy szirénaes rendőrautó elhalad előtted. Ez a jelenség a relativista fizikához hasonlóan alkalmazható: a frekvencia függ a sebességtől. Ha az elektromágneses hullámok adója és vevője (pl. Fény) elmozdul egymástól, akkor a frekvencia megváltozik. A következőkre vonatkozik: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Ha elsajátítja ezeket az alapképleteket, akkor már sok relativista problémát meg tud oldani.