Aptallar için görelilik teorisi: Açıklanan içerik
Görelilik teorisi düşünüldüğünde, E = mc² formülü genellikle akla gelir. Bu pratik ipucu size bu formülün ne hakkında olduğunu ve "görelilik" hakkında ne bilmeniz gerektiğini söyleyecektir.
İzafiyet teorisi basitçe açıkladı
İzafiyet teorisi uzay, zaman ve yerçekimi ile ilgilenir ve fizikte gerçek bir dönüm noktasıydı. Warp drive ve time travel gibi birçok şey biraz daha mümkün oldu. İki teoriden oluşur.
- Özel görelilik teorisi. Zaman ve mekan davranışını gözlemci perspektifinden açıklar.
- Genel görelilik teorisi. Yerçekimini, örneğin yıldızlar gibi büyük kütleler tarafından yaratılan zaman ve mekanın eğriliği olarak tanımlar.
deklarasyon
Fizikte, bir referans sistemi, yere bağlı süreçleri tam olarak tanımlamak için gerekli olan bir mekansal-zamansal yapı olarak adlandırılır. Atalet sistemi, zorlamayan partiküllerin düz yolları sabit hızda dinlediği veya geçtiği bir referans sistemidir. Örneğin, zaman bir atalet sisteminde diğerinden daha yavaş geçer.
- Einstein'ın özel görelilik teorisine göre, tüm atalet sistemleri doğada eşittir. Bir sistemde zaman diğerinden daha hızlı geçerse, her iki özellik de geçerlidir. Zaman normal olarak daha hızlı ve aynı zamanda uçar.
- Bununla birlikte, hiçbir sistemin, nesnenin veya parçacığın ışıktan daha hızlı olamayacağına dikkat edilmelidir. 299792.458 km / s'de, ışık hızı (c) hızlar için bir üst sınırdır. Ne yazık ki, bazı bilim-kurgu filmlerinde "iki kat ışık hızında" bir uzay gemisi uçmak mümkün değildir.
E = mc² - bu formül anlamına gelir
Hemen hemen herkes onları tanıyor, ama kimse onları gerçekten nasıl kullanacağını bilmiyor: ünlü formül E = mc²'den bahsediyoruz. Bununla enerji bağıl kütleye bağlı olarak hesaplanabilir.
- Einstein'a göre, enerji ve kütle (örneğin parçacıklar ile) eşdeğerdir.
- Toplam enerji (E), m = m ': √ (1 - v²: c²) ile E = mc² formülü kullanılarak hesaplanabilir. Bu durumda m 'dinlenme kütlesidir. Bununla birlikte, formül "klasik" fiziğe uygulanamaz, sadece göreli fizik için geçerlidir.
Görelilik teorisi: zaman genişlemesi ve uzunluk daralması nedir?
Bir nesnenin hızına (nesneye göre geçen) veya süreye (nesnenin uzunluğuna) bağlı olarak etkilenebilir. Zaman ve uzunluk hıza bağlıdır.
- Bir nesne uzayda ne kadar hızlı hareket ederse, dinlenen bir gözlemciye göre daha yavaş zaman geçer. Büyük kalabalığın yakınında bile zaman daha yavaş geçer. "Zaman uzaması" ile ilgili makalemizde daha ayrıntılı bilgi bulabilirsiniz.
- Bir nesne uzayda yüksek hızda hareket ettiğinde uzunluğu (hız yönünde) de sıkıştırılır. Burada da uzunluk daralması ile ilgili ayrı bir makale bulacaksınız.
Mekan ve zamanın eğriliği: Uzayda büyük kütleler
Son olarak, kendimizi uzaydaki büyük kütlelere (gezegen gibi) adamak istiyoruz.
- Zaman genişlemesi hakkındaki yazımızda da bildiğiniz gibi, zaman büyük kütlelerin yakınında daha yavaş geçer.
- Yıldız gibi büyük kütleler, alanı bükün (ve zaman). Bu fenomeni, karpuz gibi ağır bir şey koyduğunuzda "bükülen" büyük bir bez olarak düşünebilirsiniz. Uzay-zamanı benzer şekilde kavislidir. Bu, ışığın büyük kütleler tarafından da saptırıldığı anlamına gelir.
Einstein'ın Görelilik Teorisi: Bu formülleri kullanabilmelisiniz
Relativistik fizikte birçok farklı formül kullanılmaktadır. Size bilmeniz gereken en önemli olanları göstereceğiz.
- Göreli zaman için formül ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²) şeklindedir. Bu örnekte, 200000 km / s hızla hareket eden bir sistemde kaç saniye geçtiğini hesaplamak istiyoruz: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6.712 s. Bu, hızlandırılmış bir sistemde 5 saniye geçerken, sabit bir sistemde yaklaşık 7 saniyenin geçtiği anlamına gelir! Işık hızında paydada 0 olur, bu ∞ ile sonuçlanır.
- Uzunluk daralması için formül l = l '⋅ √ (1 - v²: c²) şeklindedir. Göreli uzunluk temel uzunluğa ve hıza bağlıdır. Işık hızında, uzunluk 0 olur!
- Ayrıca bu makaleden E = mc² formülünü de m = m ': √ (1 - v²: c²) ile biliyorsunuz.
- Son olarak, göreceli Doppler etkisinin formülü vardır (profesyoneller için). Örneğin, sireni olan bir polis arabası yanınızdan geçtiğinde Doppler etkisini fark edeceksiniz. Bu fenomen göreceli fiziğe benzer şekilde uygulanabilir: frekans hıza bağlıdır. Elektromanyetik dalgaların (örn. Işık) verici ve alıcısı birbirinden uzaklaşırsa, frekans değiştirilir. Aşağıdakiler geçerlidir: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Bu temel formüllerde uzmanlaşırsanız, birçok göreli problemi zaten çözebilirsiniz.