Manekenu relativitātes teorija: saturs vienkārši izskaidrots
Kad domā par relativitātes teoriju, parasti ienāk prātā formula E = mc². Šis praktiskais padoms jums pateiks, kāda ir šī formula un kas jums jāzina par "relativitāti".
Relativitātes teorija vienkārši izskaidroja
Relativitātes teorija attiecas uz telpu, laiku un gravitāciju, un tas bija īsts pagrieziena punkts fizikā. Daudzas lietas, piemēram, velku piedziņa un laika ceļojums, padarīja mazliet vairāk iespēju. Tas sastāv no divām teorijām.
- Speciālā relativitātes teorija. Tas izskaidro laika un telpas izturēšanos no novērotāju viedokļa.
- Vispārīgā relativitātes teorija. Tas raksturo gravitāciju kā laika un telpas izliekumu, ko rada, piemēram, lielas masas, piemēram, zvaigznes.
deklarācija
Fizikā atskaites sistēmu sauc par telpas un laika struktūru, kas nepieciešama, lai precīzi aprakstītu no vietas atkarīgos procesus. Inerciālā sistēma ir atskaites sistēma, kurā bezspēcīgas daļiņas atpūšas vai šķērso taisnus ceļus nemainīgā ātrumā. Piemēram, vienā inerciālajā sistēmā laiks iet lēnāk nekā citā.
- Saskaņā ar Einšteina īpašo relativitātes teoriju, visām inerciālajām sistēmām ir vienāds raksturs. Ja vienā sistēmā laiks paiet ātrāk nekā citā, tiek piemērotas abas īpašības. Laiks lido ātrāk un vienlaikus normāli.
- Tomēr jāņem vērā, ka neviena sistēma, priekšmets vai daļiņa nevar būt ātrāka par gaismu. Ar ātrumu 299792.458 km / s gaismas ātrums (c) ir ātruma augšējā robeža. Diemžēl dažās sci-fi filmās nav iespējams lidot ar kosmosa kuģi ar "divreiz lielāku gaismas ātrumu".
E = mc² - tas nozīmē formulu
Gandrīz visi tos zina, bet neviens nezina, kā tos faktiski izmantot: mēs runājam par slaveno formulu E = mc². Ar šo enerģiju var aprēķināt atkarībā no relatīvās masas.
- Pēc Einšteina teiktā, enerģija un masa (piemēram, ar daļiņām) ir līdzvērtīgas.
- Kopējo enerģiju (E) var aprēķināt, izmantojot formulu E = mc² ar m = m ': √ (1 - v²: c²). Šajā gadījumā m 'ir masa miera stāvoklī. Tomēr formulu nevar piemērot "klasiskajai" fizikai, tā attiecas tikai uz relativistisko fiziku.
Relativitātes teorija: kas ir laika dilatācija un garuma kontrakcija?
Atkarībā no (objekta) ātruma var ietekmēt laiku (kas iet attiecībā pret novērotāju) vai (objekta) garumu. Laiks un garums ir atkarīgs no ātruma.
- Jo ātrāk objekts pārvietojas telpā, jo lēnāks laiks paiet attiecībā pret miera novērotāju. Pat lielu ļaužu tuvumā laiks rit lēnāk. Sīkāku informāciju varat atrast mūsu rakstā "Laika dilatācija".
- Kad objekts telpā pārvietojas ar lielu ātrumu, tā garums (ātruma virzienā) arī tiek saspiests. Arī šeit atradīsit atsevišķu rakstu par garuma samazināšanu.
Telpas un laika izliekums: lielas masas telpā
Visbeidzot, mēs gribētu sevi veltīt lielajām masām kosmosā (piemēram, planētai).
- Kā jūs jau zināt no mūsu raksta par laika dilatāciju, laiks lēnāk pārvietojas lielu masu tuvumā.
- Lielas masas, piemēram, zvaigzne, saliek telpas (un laiku). Jūs varat domāt par šo parādību kā lielu audumu, kas "noliecas" uz leju, kad uzliek tam kaut ko smagu, piemēram, arbūzu. Laiks-laiks ir izliekts līdzīgi. Tas nozīmē, ka gaismu novirza arī lielas masas.
Einšteina relativitātes teorija: Jums jāprot izmantot šīs formulas
Relatīvisma fizikā tiek izmantotas daudzas dažādas formulas. Mēs parādīsim vissvarīgākos, kas jums būtu jāzina.
$config[ads_text5] not found- Relatīvā laika formula ir ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). Šajā piemērā mēs vēlētos aprēķināt, cik sekundes paiet sistēmā, kas pārvietojas ar ātrumu 200000 km / s: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6, 712 s. Tas nozīmē, ka, lai gan 5 sekundes paiet paātrinātā sistēmā, apmēram 7 sekundes notiek stacionārā sistēmā! Gaismas ātrumā saucējā būtu 0, kā rezultātā rastos ∞.
- Garuma samazināšanas formula ir l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). Relatīvais garums ir atkarīgs no pamata garuma un ātruma. Gaismas ātrumā garums būtu 0!
- No šī raksta jūs zināt arī formulu E = mc² ar m = m ': √ (1 - v²: c²).
- Visbeidzot, ir relativistiskā Doplera efekta formula (profesionāļiem). Jūs pamanīsit Doplera efektu, kad, piemēram, jums garām brauks policijas automašīna ar sirēnu. Šo parādību var pielietot analogi relativistiskajai fizikai: frekvence ir atkarīga no ātruma. Ja elektromagnētisko viļņu (piemēram, gaismas) raidītājs un uztvērējs attālinās viens no otra, tiek mainīta frekvence. Piemēro sekojošo: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Ja jūs apgūstat šīs pamata formulas, jūs jau varat atrisināt daudzas relativistiskas problēmas.