Fyzika pro děti

Teorie relativity

Teorie relativity jsou vlastně dvě teorie, se kterými přišel Albert Einstein na počátku 20. století. Jedna se nazývá "speciální" teorie relativity a druhá "obecná" teorie relativity. Zde budeme hovořit především o speciální teorii relativity.

Na této stránce se můžete dozvědět více o dvou velmi důležitých aspektech teorie relativity, a to o rychlosti světla a dilataci času.

Speciální relativita

Einsteinovu speciální teorii relativity tvoří dvě hlavní myšlenky.

1. Princip relativity: Fyzikální zákony jsou stejné pro jakoukoli inerciální vztažnou soustavu.

2. Princip rychlosti světla: Rychlost světla ve vakuu je stejná pro všechny pozorovatele bez ohledu na jejich relativní pohyb nebo pohyb zdroje světla.

Co znamená "relativní"?

Co to znamená? Před Albertem Einsteinem si vědci mysleli, že veškerý pohyb se odehrává vůči referenčnímu bodu zvanému "éter". Einstein tvrdil, že éter neexistuje. Řekl, že veškerý pohyb je "relativní". To znamená, že měření pohybu závisí na relativní rychlosti a poloze pozorovatele.

Relativní příklad

Jedním z příkladů relativity je představit si dva lidi ve vlaku, kteří hrají ping-pong. Vlak se pohybuje na sever rychlostí asi 30 m/s. Když se míček mezi oběma hráči odpaluje tam a zpět, zdá se hráčům, že se míček pohybuje na sever rychlostí asi 2 m/s a pak na jih rychlostí 2 m/s.

Nyní si představte, že někdo stojí vedle železniční trati a sleduje pingpongový zápas. Když míček letí na sever, zdá se, že letí rychlostí 32 m/s (30 m/s plus 2 m/s). Když míček dopadne opačným směrem, stále se zdá, že letí na sever, ale rychlostí 28 m/s (30 m/s minus 2 m/s). Pozorovateli u vlaku se zdá, že míček vždy letí na sever.

Výsledkem je, že rychlost kuličky závisí na "relativní" poloze pozorovatele. Pro lidi ve vlaku bude jiná než pro člověka na straně kolejí.

E = mc2

Jedním z výsledků speciální teorie relativity je Einsteinova slavná rovnice E = mc2. V tomto vzorci E je energie, m je hmotnost a c je konstantní rychlost světla.

Zajímavým výsledkem této rovnice je, že energie a hmotnost spolu souvisejí. Každá změna energie objektu je doprovázena také změnou hmotnosti. Tento koncept se stal důležitým při vývoji jaderné energie a jaderné bomby.

Délková kontrakce

Dalším zajímavým výsledkem speciální teorie relativity je kontrakce délky. Kontrakce délky je jev, kdy se objekty jeví tím kratší, čím rychleji se vůči pozorovateli pohybují. Tento jev se projevuje pouze tehdy, když objekty dosahují velmi vysokých rychlostí.

Pokud by kolem vás letěla kosmická loď dlouhá 100 stop rychlostí 1/2 rychlosti světla, zdála by se vám dlouhá 87 stop. Pokud by zrychlila na 0,95 rychlosti světla, zdála by se vám dlouhá jen 31 stop. Samozřejmě je to všechno relativní. Lidem na palubě kosmické lodi by se vždy zdála dlouhá 100 stop.

Přečtěte si více o Albertu Einsteinovi a obecné teorii relativity.

Aktivity

Vyplňte kvíz s deseti otázkami o této stránce.

Jaderná fyzika a relativita

Atom

Prvky

Periodická tabulka

Radioaktivita

Teorie relativity

Relativita - Světlo a čas

Elementární částice - kvarky

Jaderná energie a štěpení

Věda>> Fyzika pro děti