Физика за деца

Теория на относителността

Теорията на относителността всъщност представлява две теории, създадени от Алберт Айнщайн в началото на 1900 г. Едната се нарича "специална" относителност, а другата - "обща" относителност. Тук ще говорим предимно за специалната относителност.

На тази страница можете да научите повече за два много важни аспекта на теорията на относителността - скоростта на светлината и забавянето на времето.

Специална относителност

Теорията на Айнщайн за специалната относителност се състои от две основни идеи.

1. Принцип на относителността: Законите на физиката са едни и същи за всяка инерциална отправна система.

2. принцип на скоростта на светлината: скоростта на светлината във вакуум е еднаква за всички наблюдатели, независимо от тяхното относително движение или от движението на източника на светлината.

Какво означава "относително"?

Преди Алберт Айнщайн учените са смятали, че всяко движение се извършва спрямо отправна точка, наречена "етер". Айнщайн твърди, че етерът не съществува. Той казва, че всяко движение е "относително". Това означава, че измерването на движението зависи от относителната скорост и положението на наблюдателя.

Относителен пример

Един пример за относителността е да си представим двама души във влак, които играят пинг-понг. Влакът се движи на север със скорост около 30 m/s. Когато топката се удря напред-назад между двамата играчи, на играчите им се струва, че топката се движи на север със скорост около 2 m/s, а след това на юг със скорост 2 m/s.

Сега си представете, че някой стои до железопътните релси и наблюдава играта на пинг-понг. Когато топчето се движи на север, то ще изглежда, че се движи със скорост 32 m/s (30 m/s плюс 2 m/s). Когато топчето бъде ударено в другата посока, то все още изглежда, че се движи на север, но със скорост 28 m/s (30 m/s минус 2 m/s). За наблюдателя край влака топчето винаги изглежда, че се движи на север.

Резултатът е, че скоростта на топката зависи от "относителното" положение на наблюдателя. Тя ще бъде различна за хората във влака, отколкото за човека отстрани на железопътните релси.

E = mc2

Един от резултатите на специалната теория на относителността е известното уравнение на Айнщайн E = mc2. В тази формула E е енергията, m е масата, а c е постоянната скорост на светлината.

Интересен резултат от това уравнение е, че енергията и масата са свързани. Всяка промяна в енергията на даден обект е съпроводена и с промяна в масата. Тази концепция става важна за развитието на ядрената енергия и ядрената бомба.

Свиване на дължината

Друг интересен резултат от специалната теория на относителността е свиването на дължината. Свиването на дължината е, когато обектите изглеждат толкова по-къси, колкото по-бързо се движат спрямо наблюдателя. Този ефект се проявява само когато обектите достигнат много високи скорости.

Ако космически кораб с дължина 100 фута прелита покрай вас със скорост 1/2 от скоростта на светлината, той ще изглежда дълъг 87 фута. Ако ускори скоростта си до 0,95 от скоростта на светлината, той ще изглежда дълъг само 31 фута. Разбира се, всичко това е относително. За хората на борда на космическия кораб той винаги ще изглежда дълъг 100 фута.

Прочетете повече за Алберт Айнщайн и общата теория на относителността.

Дейности

Направете тест с десет въпроса за тази страница.

Ядрена физика и относителност Теми

Atom

Елементи

Периодична таблица

Радиоактивност

Теория на относителността

Относителност - светлина и време

Елементарни частици - кварки

Ядрена енергия и делене

Наука>> Физика за деца