Relativitetsteori

Relativitetsteori

Relativitetsteorien er et meget komplekst og vanskeligt emne at forstå. Vi vil bare diskutere teoriens grundlæggende her.

Relativitetsteorien er faktisk to teorier Albert Einstein kom op i begyndelsen af ​​1900'erne. Den ene kaldes 'speciel' relativitet og den anden kaldes 'generel' relativitet. Vi vil mest tale om særlig relativitet her.

Du kan lære mere om to meget vigtige aspekter af relativitetsteorien på denne side om lysets hastighed og tidsudvidelse .

Særlig relativitet

Der er to hovedideer, der udgør Einsteins teori om særlig relativitet.

1. Relativitetsprincippet: Fysikens love er de samme for enhver inerti-referenceramme.

2. Princippet om lysets hastighed: Lysets hastighed i et vakuum er den samme for alle observatører, uanset deres relative bevægelse eller bevægelsen fra lyskilden.

Hvad betyder 'relativ'?

Det første princip, der er anført ovenfor, er ret forvirrende. Hvad betyder det? Nå, før Albert Einstein troede forskere, at al bevægelse fandt sted mod et referencepunkt kaldet 'æteren'. Einstein hævdede, at æteren ikke eksisterede. Han sagde, at al bevægelse var 'relativ'. Dette betød, at måling af bevægelse var afhængig af observatørens relative hastighed og position.

Et relativt eksempel

Et eksempel på relativitet er at forestille sig to mennesker på et tog, der spiller bordtennis. Toget kører omkring 30 m / s nord. Når bolden rammes frem og tilbage mellem de to spillere, ser bolden ud til spillerne at bevæge sig nordpå med en hastighed på omkring 2 m / s og derefter sydpå med en hastighed på 2 m / s.

Forestil dig nu, at nogen står ved siden af ​​jernbanesporene og ser bordtennis-spillet. Når bolden kører nordpå, ser det ud til at køre ved 32 m / s (30 m / s plus 2 m / s). Når bolden er ramt i den anden retning, ser det stadig ud til at rejse nordpå, men med en hastighed på 28 m / s (30 m / s minus 2 m / s). For observatøren ved siden af ​​toget ser bolden altid ud til at rejse nordpå.

Resultatet er, at boldens hastighed afhænger af observatørens 'relative' position. Det vil være anderledes for folkene på toget end for personen på siden af ​​jernbanesporene.

E = mcto

Et af resultaterne af teorien om særlig relativitet er Einsteins berømte ligning E = mcto. I denne formel er E energi, m er masse, og c er lysets konstante hastighed.

Et interessant resultat af denne ligning er det energi og masse er beslægtede. Enhver ændring i et objekts energi ledsages også af en masseændring. Dette koncept blev vigtigt i udviklingen af ​​atomenergi og atombomben.

Længde kontraktion

Et andet interessant resultat af særlig relativitet er længdekontraktion. Længdekontraktion er, når objekter ser kortere ud, jo hurtigere de bevæger sig i forhold til observatøren. Denne effekt opstår kun, når objekter når meget høje hastigheder.

For at give dig et eksempel på, hvordan objekter, der bevæger sig meget hurtigt, ser kortere ud. Hvis et rumskib, der var 100 meter langt, fløj af dig med 1/2 lysets hastighed, ser det ud til at være 87 fod langt. Hvis det kom op til 0,95 lysets hastighed, så det kun ud til at være 31 fod langt. Selvfølgelig er det hele relativt. For folk om bord på rumskibet ser det altid ud til at være 100 fod langt.

Læs mere om Albert Einstein og Teori om generel relativitet .