Mannekeenide relatiivsusteooria: sisu lihtsalt seletas
Kui mõelda relatiivsusteooriale, tuleb tavaliselt meelde valem E = mc². See praktiline näpunäide ütleb teile, mida see valem endast kujutab ja mida peaksite teadma relatiivsusteooria kohta.
Relatiivsusteooria lihtsalt seletas
Relatiivsusteooria käsitleb ruumi, aega ja gravitatsiooni ning oli füüsikas tõeliseks verstapostiks. Paljud asjad, nagu näiteks lõime ajamine ja ajarännak, tegid natuke rohkem võimalusi. See koosneb kahest teooriast.
- Spetsiaalne relatiivsusteooria. See selgitab aja ja ruumi käitumist vaatlejate vaatevinklist.
- Üldine relatiivsusteooria. See kirjeldab gravitatsiooni kui aja ja ruumi kumerust, mille loovad näiteks suured massid nagu tähed.
deklaratsioon
Füüsikas nimetatakse taustsüsteemi aeg-ajaliselt struktuuriks, mis on vajalik asukohast sõltuvate protsesside täpseks kirjeldamiseks. Inertsiaalne süsteem on taustsüsteem, milles jõuvabad osakesed puhkavad või kulgevad püsikiirusel sirgetel radadel. Näiteks kulgeb aeg ühes inertsiaalses süsteemis aeglasemalt kui teises.
- Einsteini spetsiaalse relatiivsusteooria kohaselt on kõik inertsiaalsed süsteemid oma olemuselt võrdsed. Kui ühes süsteemis läheb aeg kiiremini kui teises, kehtivad mõlemad omadused. Aeg lendab kiiremini ja samal ajal normaalselt.
- Siiski tuleb arvestada, et ükski süsteem, objekt ega osake ei saa olla kiirem kui valgus. Kiirusel 299792, 458 km / s on valguse kiirus (c) kiiruse ülemine piir. Kahjuks pole kosmoselaeva lendamine "kahekordse valguse kiirusega" mõnes ulmefilmis võimalik.
E = mc² - see tähendab valemit
Peaaegu kõik tunnevad neid, kuid keegi ei tea, kuidas neid tegelikult kasutada: me räägime kuulsast valemist E = mc². Selle abil saab energia arvutada sõltuvalt suhtelisest massist.
- Einsteini sõnul on energia ja mass (nt osakestega) samaväärsed.
- Koguenergia (E) saab arvutada valemiga E = mc², kus m = m ': √ (1 - v²: c²). Sel juhul on m 'puhkemass. Valemit ei saa siiski rakendada "klassikalise" füüsika suhtes, see kehtib ainult relativistliku füüsika kohta.
Relatiivsusteooria: mis on aja dilatatsioon ja pikkuse kokkutõmbumine?
Sõltuvalt (objekti) kiirusest saab mõjutada aega (mis vaatleja suhtes möödub) või (objekti) pikkust. Aeg ja pikkus sõltuvad kiirusest.
- Mida kiiremini objekt ruumis liigub, seda aeglasem aeg puhkeva vaatleja suhtes möödub. Isegi suurte rahvahulkade läheduses möödub aeg aeglasemalt. Lisateavet leiate meie artiklist "Aja laiendamine".
- Kui objekt liigub ruumis suure kiirusega, surutakse kokku ka selle pikkus (kiiruse suunas). Ka siit leiate eraldi artikli, mis käsitleb pikkuse kokkutõmbumist.
Ruumi ja aja kumerus: suured massid ruumis
Lõpuks tahaksime end pühendada kosmose suurtele massidele (näiteks planeedile).
- Nagu meie artiklist aja laienemise kohta juba teate, möödub aeg aeglasemalt suurte masside lähedal.
- Suured massid, näiteks täht, painutavad ruumi (ja aega). Võite seda nähtust mõelda kui suurt riiet, mis "paindub" alla, kui paned sellele midagi rasket, näiteks arbuus. Ruumiaeg on sarnaselt kaardus. See tähendab, et valgust suunavad ka suured massid.
Einsteini relatiivsusteooria: Te peaksite saama neid valemeid kasutada
Relativistlikus füüsikas kasutatakse palju erinevaid valemeid. Näitame teile kõige olulisemaid, mida peaksite teadma.
$config[ads_text5] not found- Suhtelise aja valem on ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). Selles näites tahaksime arvutada, mitu sekundit möödub süsteemis, mis liigub kiirusega 200 000 km / s: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6, 712 s. See tähendab, et kui kiirendatud süsteemis möödub 5 sekundit, statsionaarses süsteemis möödub umbes 7 sekundit! Valguskiirusel oleks nimetaja 0. Kui tulemuseks on ∞.
- Pikkuse kokkutõmbumise valem on l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). Suhteline pikkus sõltub põhipikkusest ja kiirusest. Valguskiirusel oleks pikkus 0!
- Sellest artiklist saate teada ka valemi E = mc², kus m = m ': √ (1 - v²: c²).
- Lõpuks on olemas relativistliku Doppleri efekti valem (professionaalidele). Doppleri efekti märkad siis, kui sinust näiteks sõidab sireeniga politseiauto. Seda nähtust saab rakendada analoogselt relativistliku füüsikaga: sagedus sõltub kiirusest. Kui elektromagnetiliste lainete (nt valguse) saatja ja vastuvõtja eemalduvad üksteisest, muudetakse sagedust. Kohaldatakse järgmist: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Nende põhivormelite valimisel saate juba lahendada paljusid relativistlikke probleeme.