Теория на относителността за манекените: Съдържанието просто е обяснено
Свързани Видеоклипове: (Може 2024).
Когато човек мисли за теорията на относителността, формулата E = mc² обикновено идва на ум. Този практичен съвет ще ви каже за какво става въпрос за тази формула и какво трябва да знаете за „относителността“.
Теорията на относителността просто обясни
Теорията на относителността се занимава с пространството, времето и гравитацията и е била истинска веха във физиката. Много неща като warp drive и пътуване във времето направиха малко по-възможно. Той е съставен от две теории.
- Специалната теория на относителността. Тя обяснява поведението на времето и пространството от гледна точка на наблюдателите.
- Общата теория на относителността. Тя описва гравитацията като кривината на времето и пространството, която се създава например от големи маси като звезди.
декларация
Във физиката референтната система се нарича пространствено-времева структура, която е необходима, за да опише точно зависимите от местоположението процеси. Инерциалната система е референтна система, в която частиците без сила почиват или пресичат прави пътеки с постоянна скорост. Например, времето в една инерционна система минава по-бавно, отколкото в друга.
- Според специалната теория на относителността на Айнщайн всички инерционни системи са еднакви по своята същност. Ако времето минава по-бързо в една система, отколкото в друга, се прилагат и двете свойства. Времето лети по-бързо и в същото време нормално.
- Трябва обаче да се отбележи, че никоя система, предмет или частица не може да бъде по-бърза от светлината. При 299792.458 км / с скоростта на светлината (с) е горна граница за скоростите. За съжаление, летенето на космически кораб с "два пъти по-голяма скорост на светлината" в някои научнофантастични филми не е възможно.
E = mc² - това означава формулата
Почти всички ги познават, но никой не знае как всъщност да ги използва: говорим за известната формула E = mc². С това енергията може да се изчисли в зависимост от относителната маса.
- Според Айнщайн енергията и масата (например с частици) са еквивалентни.
- Общата енергия (E) може да бъде изчислена по формулата E = mc² с m = m ': √ (1 - v²: c²). В този случай m 'е масата в покой. Формулата обаче не може да се приложи към "класическата" физика, а се отнася само за релативистката физика.
Теорията на относителността: какви са разширяването на времето и свиването на дължината?
В зависимост от скоростта (на даден обект) може да се повлияе времето (което минава спрямо наблюдателя) или дължината (на обекта). Времето и дължината зависят от скоростта.
- Колкото по-бързо се движи един обект в пространството, толкова по-бавното време минава спрямо наблюдател в покой. Дори в близост до големи тълпи времето минава по-бавно. Можете да намерите по-подробна информация в нашата статия на тема "Разширяване на времето".
- Когато обект се движи с висока скорост в пространството, дължината му (по посока на скоростта) също се компресира. Тук също ще намерите отделна статия, която се занимава със свиването на дължината.
Кривина на пространството и времето: Големи маси в пространството
И накрая, бихме искали да се посветим на големите маси в космоса (като планета).
- Както вече знаете от нашата статия за разширяване на времето, времето минава по-бавно близо до големи маси.
- Големите маси, като например звезда, огъват пространството (и времето). Можете да мислите за това явление като за голяма кърпа, която „се огъва“ надолу, когато поставите нещо тежко като диня. Пространството-времето е извито по подобен начин. Това означава, че светлината също се отклонява от големи маси.
Теорията на относителността на Айнщайн: Трябва да можете да използвате тези формули
В релативистката физика се използват много различни формули. Ще ви покажем най-важните, които трябва да знаете.
$config[ads_text5] not found- Формулата за относителното време е ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). В този пример бихме искали да изчислим колко секунди минават в система, която се движи със 200000 km / s: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6.712 s. Това означава, че докато 5 секунди преминават в ускорена система, около 7 секунди минават в стационарна система! При скоростта на светлината в знаменателя би имало 0. Това би довело до ∞.
- Формулата за свиване на дължината е l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). Относителната дължина зависи от основната дължина и скоростта. При скоростта на светлината дължината би била 0!
- Вие също знаете формулата E = mc² с m = m ': √ (1 - v²: c²) от тази статия.
- И накрая, има формулата за релативистичния доплеров ефект (за професионалисти). Ще забележите ефекта на Доплер, когато например полицейска кола със сирена минава покрай вас. Това явление може да се приложи аналогично на релативистката физика: честотата зависи от скоростта. Ако предавателят и приемникът на електромагнитни вълни (напр. Светлина) се отдалечат една от друга, честотата се променя. Прилага се следното: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Ако овладеете тези основни формули, вече можете да решите много релативистични проблеми.