Reliatyvumo teorija

Reliatyvumo teorija

Reliatyvumo teorija yra labai sudėtinga ir sunkiai suprantama tema. Čia aptarsime tik pačius teorijos pagrindus.

Reliatyvumo teorija iš tikrųjų yra dvi teorijos Albertas Einšteinas sugalvojo 1900-ųjų pradžioje. Vienas vadinamas „ypatinguoju“, o kitas - „bendruoju“. Čia daugiausia kalbėsime apie ypatingą reliatyvumą.

Daugiau apie du labai svarbius reliatyvumo teorijos aspektus galite sužinoti šiame puslapyje apie šviesos greitis ir laiko išsiplėtimas .

Ypatingas reliatyvumas

Yra dvi pagrindinės idėjos, kurios sudaro Einšteino ypatingojo reliatyvumo teoriją.

1. Reliatyvumo principas: Fizikos dėsniai yra vienodi kiekvienam inerciniam atskaitos rėmui.

2. Šviesos greičio principas: šviesos greitis vakuume yra vienodas visiems stebėtojams, neatsižvelgiant į jų santykinį judėjimą ar šviesos šaltinio judėjimą.

Ką reiškia „giminaitis“?

Pirmasis aukščiau išvardytas principas yra gana painus. Ką tai reiškia? Na, prieš Albertą Einšteiną mokslininkai manė, kad visi judesiai įvyko prieš atskaitos tašką, vadinamą „eteriu“. Einšteinas teigė, kad eterio nebuvo. Jis sakė, kad visi judesiai buvo „santykiniai“. Tai reiškė, kad judesio matavimas priklausė nuo santykinio stebėtojo greičio ir padėties.

Santykinis pavyzdys

Vienas reliatyvumo pavyzdžių yra įsivaizduoti du žmones traukinyje, žaidžiančius pingpongą. Traukinys važiuoja maždaug 30 m / s į šiaurę. Kai kamuolys trenkiamas pirmyn ir atgal tarp abiejų žaidėjų, žaidėjams atrodo, kad kamuolys juda į šiaurę maždaug 2 m / s greičiu, o paskui į pietus - 2 m / s greičiu.

Dabar įsivaizduokite, kad kažkas stovi šalia geležinkelio bėgių ir stebi stalo teniso žaidimą. Kai kamuolys keliauja į šiaurę, jis greičiausiai važiuoja 32 m / s greičiu (30 m / s plius 2 m / s). Kai kamuolys pataikomas kita kryptimi, jis vis tiek atrodo šiaurę, bet 28 m / s greičiu (30 m / s atėmus 2 m / s). Stebėtojui prie traukinio pusės rutulys visada atrodo keliaujantis į šiaurę.

Rezultatas yra tas, kad kamuolio greitis priklauso nuo „santykinės“ stebėtojo padėties. Traukinyje esantiems žmonėms bus kitaip nei geležinkelio bėgių šone.

E = mc^du

Vienas iš ypatingojo reliatyvumo teorijos rezultatų yra garsioji Einšteino lygtis E = mc^du. Šioje formulėje E yra energija, m yra masė ir c yra pastovus šviesos greitis.

Įdomus šios lygties rezultatas yra tas energijos ir masės yra giminingi. Bet kokį objekto energijos pokytį lydi ir masės pokytis. Ši koncepcija tapo svarbi plėtojant branduolinę energiją ir branduolinę bombą.

Ilgio susitraukimas

Kitas įdomus ypatingojo reliatyvumo rezultatas yra ilgio susitraukimas. Ilgio susitraukimas yra tada, kai objektai atrodo trumpesni, tuo greičiau jie juda stebėtojo atžvilgiu. Šis efektas pasireiškia tik tada, kai objektai pasiekia labai didelį greitį.

Pateiksiu pavyzdį, kaip labai greitai judantys objektai atrodo trumpesni. Jei 100 pėdų ilgio kosminis laivas skristų 1/2 šviesos greičiu, atrodytų, kad jis yra 87 pėdų ilgio. Jei jis paspartėtų iki .95 šviesos greičio, jis atrodytų tik 31 pėdų ilgio. Žinoma, visa tai yra santykinai. Žmonėms, esantiems kosminiame laive, jis visada atrodo 100 pėdų ilgio.

Skaitykite daugiau apie Albert Einstein ir Bendrojo reliatyvumo teorija .