hu.llcitycouncil.org
Fizika

Egyszerűsített bevezetés Einstein relativitáselméletéhez

Egyszerűsített bevezetés Einstein relativitáselméletéhez



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Ne félj, olyan összetettnek, mint amilyennek a relativitáselmélet látszik lenni; meglepően egyszerű. Ebben a rövid cikkben megpróbáljuk elmagyarázni, mit javasol Einstein, hogy némi betekintést nyújtson Önnek. Tehát minden további nélkül itt van a relativitáselmélet egyszerűsített magyarázata.

Technikailag

Amikor a "relativitáselméletre" hivatkozunk, valójában az általános relativitáselméletet értjük. A speciális relativitáselmélet az általános relativitáselmélet "speciális esete". E két elv kombinációja számos témát segít megmagyarázni, a bolygók mozgásától, a gravitáció fényre gyakorolt ​​hatásától a fekete lyukak létezéséig.

A speciális relativitáselmélet kimondja, hogy a fizika törvényei és így az univerzum minden egyformán "gyors" megfigyelő számára azonos. Az űr vákuumában a fény sebessége állandó, független minden megfigyelőtől.

De mi a helyzet a gyorsulással és a gravitációval? Einstein egy évtizedet töltött ezen töprengve. 1915-ben diadalmasan elkészítette Általános relativitáselméletét. Meghatározta, hogy az űrben lévő hatalmas tárgyak vetemedést vagy torzulást okoznak a tér-időben, amelyet mindannyian gravitációként "érzünk".

Újszerű megközelítést alkalmazva

Einstein szokatlan gondolkodásmódjával feltételezte, hogy a kísérleti megfigyelések helyesek. Ez teljesen ellentétes volt kortársainak gondolataival. A 19. század végén a fizikusok valamennyit "éter" -nek kutatták. Úgy gondolták, hogy az éter az a közeg, amelyen a fény áthaladt. Lényegében a szent grál törekvése lett. Einstein rájött, hogy társainak a feladat iránti rajongása akadályozza az előrehaladást. Megoldása az volt, hogy egyszerűen eltávolította az egyenletből. Feltételezte, hogy a fizika törvényei működni fognak, függetlenül a dolgok mozgásától. Olyan stratégia, amely nem ütközött azzal, amit kísérleti és matematikai adatok tártak fel.

1905-ben Albert Einstein kidolgozta a relativitáselméletét. Úttörő munkája érvénytelenítette az évszázadok óta elfogadott tudományos gondolkodást, valamint megváltoztatta, hogyan érzékeljük a körülöttünk lévő világot.

Ahogy a neve is sugallja, ez az elmélet csak speciális esetekben alkalmazható, vagyis amikor mindkét objektum állandó vagy egyenletes sebességgel mozog.

Einstein kifejtette, hogy két objektum relatív mozgásának inkább referenciakeretnek kell lennie, mint külső, ezoterikus "éterikus" referenciarendszernek. Például mondjuk, hogy űrhajós voltál egy űrhajóban, és távolról figyeltél egy másik űrhajót. Csak az számít, hogy Ön és megfigyelt célpontja milyen gyorsan mozog egymáshoz képest. Az egyik gubanc, a speciális relativitáselmélet azonban csak akkor érvényes, ha egyenes vonalban halad és nem gyorsul. Ha gyorsulás megy végbe, akkor az általános relativitáselméletet kell alkalmazni.

Az elmélet két alapelven alapszik:

Relativitás - A fizika törvényei nem változnak. Még inerciális, állandó sebességű referenciakereteknél mozgó tárgyak esetében is.

A fény sebessége - Ugyanez vonatkozik minden megfigyelőre, függetlenül a fényforráshoz viszonyított relatív mozgásától.

Einstein munkája alapvető kapcsolatot teremt az idő és a tér között. Az univerzumot intuitívan háromdimenziósnak (fel és le, balra és jobbra, előre és hátra) képzeljük el, de időösszetevővel vagy dimenzióval is. Ezek kombinációja az általunk tapasztalt 4-D környezetet alkotja.

Ha elég gyorsan mozogna az űrben, akkor a térrel és idővel kapcsolatban tett észrevételei különböznének attól, hogy bárki más, mint te, más sebességgel haladna. A sebesség közötti különbség növekedésével a megfigyelt különbségek is növekednének.

Mindez relatív

Képzelje el, hogy egy űrhajóban van, lézerrel a kezében. A lézersugár közvetlenül a mennyezetig lő, megüt egy tükröt, és visszaverődik a padlóra egy detektorba. Ne feledje, hogy a hajó mozgásban van, mondjuk a fénysebesség fele körül. A relativitáselmélet kijelenti, hogy ez a mozdulat nincs számodra különbség, nem lehet "érezni" (csakúgy, mint a Földön, mivel tengelyén forog, és a Nap körüli űrben tör.

De itt jön a fordulat:

Külső megfigyelő azonban valami egészen másnak lehetne tanúja. Ha "belelátnának" a hajódba, észrevennék, hogy a lézersugár szögben "felfelé" halad, megüt a tükörben, majd egy másik szögben ismét lefelé halad, hogy elérje a detektort. A megfigyelő észrevette, hogy a fényút hosszabb és kifejezettebb szögben lesz, mint amit a hajójánál megfigyelne. Ennél is fontosabb, hogy a lézer detektorhoz jutásának ideje más lenne. Tekintettel arra, hogy a fénysebesség állandó, hogyan érhetitek el ugyanazt a következtetést, amely ezt az elméletet bizonyítja? Nyilvánvaló, hogy az idő múlásának másnak kell lennie az Ön és a külső szemlélő számára.

Mi a fene? Ez a jelenség idő dilatáció néven ismert. A fenti példában az időnek gyorsabban kell "mozognia" az Ön számára, a lassabb megfigyelőéhez képest. Ez az egyszerű példa lehetővé teszi számunkra Einstein relativitáselméletének vizualizálását, ahol a tér és az idő szorosan összekapcsolódik.

Amint el lehet képzelni, az idő múlásának ilyen szélsőséges eltérését csak nagyon nagy sebességnél lehet észrevenni, főleg a fénysebesség közelében. Az Einstein leleplezése óta végrehajtott kísérletek igazolták elméletét. A fénysebesség közelében mozgó tárgyak esetében az idő és a tér eltérően érzékelhető.

Tömeg, energia és a fény sebessége

Einstein biztosan nem nyugodott meg a babérjain. Szintén 1905-ben alkalmazta a relativitás elveit a híres e = mc2 egyenlet előállítására. Ez az ártalmatlanul egyszerű egyenlet kifejezi a tömeg (m) és az energia (e) közötti alapvető kapcsolatot. Nagyon szép.

Ez a kis egyenlet azt találta, hogy amint a fénysebességhez (c) közeledünk, a tárgyak léggömböket alkotnak. Tehát nagyon gyorsan utazik, de a tömeg a sebességéhez képest növekszik. Dőzsölés. A legszélsőségesebben, ha fénysebességgel utazna, az energiája és a tömege is végtelen lenne. Mint már tudod, minél nehezebb a tárgy, annál nehezebb; így több energiára van szükség, annak felgyorsításához. Tehát ezzel a jelzéssel lehetetlen meghaladni a fénysebességet.

Einstein öröksége

Einsteinig a tömeget és az energiát teljesen különálló dolgoknak tekintették. Munkája bebizonyította, hogy a tömeg és az energia megőrzésének alapelvei egy nagyobb, egységesebb tömeg-energia megőrzésének részei. Az anyag tehát energiává és fordítva átalakítható a köztük lévő alapvető kapcsolat miatt. Ez őszintén szólva elképesztő.

Összefoglalva, először is, nincs "abszolút" referenciakeret, ezért a "relativitás" kifejezés használata. Másodszor, a fénysebesség állandó annak, aki méri, akár mozgásban van, akár nem - tudom, őrült igaz? Végül a fénysebességet nem lehet túllépni, ez az univerzális "sebességkorlátozás".

Megvan? Nagy. Nem? Ne aggódjon, ha nem tette meg, természeténél fogva ellentmondó. A tudomány legnagyobb felfedezései gyakran a "józan eszünkön" kívül eső területeken találhatók.

Keresztül dummies.com


Nézd meg a videót: Mészáros Lőrinc relativitáselmélete