Teoria względności

Teoria względności

Teoria względności to bardzo złożony i trudny do zrozumienia temat. Omówimy tutaj tylko podstawy teorii.

Teoria względności to w rzeczywistości dwie teorie Albert Einstein wymyślił na początku XX wieku. Jedna to teoria względności „szczególna”, a druga to teoria względności „ogólna”. Porozmawiamy tutaj głównie o szczególnej teorii względności.

Możesz dowiedzieć się więcej o dwóch bardzo ważnych aspektach teorii względności na tej stronie o prędkość światła i dylatacja czasu .

Szczególna Teoria Względności

Istnieją dwie główne idee, które składają się na teorię szczególnej teorii względności Einsteina.

1. Zasada względności: Prawa fizyki są takie same dla każdego inercjalnego układu odniesienia.

2. Zasada prędkości światła: Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, niezależnie od ich względnego ruchu lub ruchu źródła światła.

Co oznacza „krewny”?

Pierwsza wymieniona powyżej zasada jest dość myląca. Co to znaczy? Cóż, przed Albertem Einsteinem naukowcy myśleli, że cały ruch odbywa się w odniesieniu do punktu odniesienia zwanego „eterem”. Einstein twierdził, że eter nie istnieje. Powiedział, że każdy ruch jest „względny”. Oznaczało to, że pomiar ruchu zależał od względnej prędkości i pozycji obserwatora.

Względny przykład

Jednym z przykładów teorii względności jest wyobrażenie sobie dwojga ludzi grających w ping ponga w pociągu. Pociąg jedzie z prędkością około 30 m / s na północ. Kiedy piłka jest uderzana tam iz powrotem między dwoma graczami, piłka wydaje się, że przesuwa się na północ z prędkością około 2 m / s, a następnie na południe z prędkością 2 m / s.

Teraz wyobraź sobie kogoś stojącego przy torach kolejowych i obserwującego mecz ping-ponga. Kiedy kula leci na północ, będzie się wydawać, że porusza się z prędkością 32 m / s (30 m / s plus 2 m / s). Gdy piłka zostanie uderzona w innym kierunku, nadal wydaje się, że leci na północ, ale z prędkością 28 m / s (30 m / s minus 2 m / s). Obserwatorowi z boku pociągu wydaje się, że piłka zawsze płynie na północ.

W rezultacie prędkość piłki zależy od „względnej” pozycji obserwatora. Dla osób w pociągu będzie inaczej niż dla osoby stojącej na skraju torów.

E = mc^dwa

Jednym z wyników teorii szczególnej teorii względności jest słynne równanie Einsteina E = mc^dwa. W tym wzorze E to energia, m to masa, a c to stała prędkość światła.

Ciekawym wynikiem tego równania jest to energia i masa są powiązane. Każdej zmianie energii obiektu towarzyszy również zmiana masy. Ta koncepcja stała się ważna w rozwoju energetyki jądrowej i bomby atomowej.

Skurcz długości

Innym interesującym wynikiem szczególnej teorii względności jest skrócenie długości. Skrócenie długości występuje, gdy obiekty wydają się krótsze, im szybciej poruszają się w stosunku do obserwatora. Ten efekt występuje tylko wtedy, gdy obiekty osiągają bardzo duże prędkości.

Aby dać ci przykład tego, jak bardzo szybko poruszające się obiekty wydają się krótsze. Gdyby statek kosmiczny o długości 100 stóp leciał obok ciebie z połową prędkości światła, wydawałby się mieć 87 stóp długości. Gdyby przyspieszył do 0,95 prędkości światła, wydawałby się mieć tylko 31 stóp długości. Oczywiście to wszystko jest względne. Ludziom na pokładzie statku kosmicznego zawsze wydaje się, że ma 100 stóp długości.

Przeczytaj więcej o Albert Einstein i Teoria ogólnej teorii względności .