Füüsika lastele

Relatiivsusteooria

Relatiivsusteooria koosneb tegelikult kahest teooriast, mille Albert Einstein mõtles välja 1900. aastate alguses. Ühte nimetatakse "eriline" relatiivsusteooria ja teist "üldine" relatiivsusteooria. Me räägime siinkohal peamiselt erilisest relatiivsusteooriast.

Sellel leheküljel saate rohkem teada kahest väga olulisest relatiivsusteooria aspektist, mis käsitlevad valguse kiirust ja aja laienemist.

Eriline relatiivsusteooria

Einsteini erirelatiivsusteooria koosneb kahest peamisest ideest.

1. Relatiivsuspõhimõte: füüsikaseadused on ühesugused mis tahes inertsiaalvõrdlusraamistiku puhul.

2. Valguse kiiruse põhimõte: valguse kiirus vaakumis on kõigi vaatlejate jaoks ühesugune, sõltumata nende suhtelisest liikumisest või valguse allika liikumisest.

Mida tähendab "suhteline"?

Eespool loetletud esimene põhimõte on üsna segane. Mida see tähendab? Noh, enne Albert Einsteini arvasid teadlased, et kõik liikumine toimub võrdluspunkti, mida nimetatakse "eetriks". Einstein väitis, et eetrit ei ole olemas. Ta ütles, et kõik liikumine on "suhteline". See tähendas, et liikumise mõõtmine sõltub vaatleja suhtelisest kiirusest ja asukohast.

Suhteline näide

Üks näide relatiivsusteooria kohta on kujutleda kahte inimest rongis, kes mängivad pingpongi. Rong sõidab umbes kiirusega 30 m/s põhja poole. Kui pall lüüakse kahe mängija vahel edasi-tagasi, tundub mängijatele, et pall liigub põhja poole kiirusega umbes 2 m/s ja siis lõuna poole kiirusega 2 m/s.

Nüüd kujutage ette, et keegi seisab raudteerööbaste kõrval ja vaatab pingpongimängu. Kui pall liigub põhja suunas, siis tundub, et ta liigub kiirusega 32 m/s (30 m/s pluss 2 m/s). Kui palli lüüakse teises suunas, siis tundub, et ta liigub endiselt põhja suunas, kuid kiirusega 28 m/s (30 m/s miinus 2 m/s). Rongi kõrval seisvale vaatlejale tundub, et pall liigub alati põhja suunas.

Tulemuseks on see, et palli kiirus sõltub vaatleja "suhtelisest" asukohast. Rongis olevate inimeste jaoks on see erinev kui raudtee ääres oleva inimese jaoks.

E = mc2

Üks erilise relatiivsusteooria tulemustest on Einsteini kuulus võrrand E = mc2. Selles valemis on E energia, m on mass ja c on valguse püsikiirus.

Selle võrrandi huvitav tulemus on see, et energia ja mass on seotud. Iga muutusega objekti energias kaasneb ka massi muutus. See mõiste sai oluliseks tuumaenergia ja tuumapommi arendamisel.

Pikkuse kokkutõmbumine

Teine huvitav erirelatiivsusteooria tulemus on pikkuskontraktsioon. Pikkuskontraktsioon on see, kui objektid tunduvad vaatleja suhtes seda lühemad, mida kiiremini nad liiguvad. See efekt ilmneb ainult siis, kui objektid saavutavad väga suuri kiirusi.

Näitena sellest, kuidas väga kiiresti liikuvad objektid tunduvad lühemad. Kui 100 jalga pikkune kosmoselaev lendaks sinust mööda 1/2 valguse kiirusega, tunduks see 87 jalga pikk. Kui see kiirendaks valguse kiirusega 0,95, tunduks see ainult 31 jalga pikk. Loomulikult on see kõik suhteline. Kosmoselaeva pardal olevatele inimestele tunduks see alati 100 jalga pikk.

Lisateave Albert Einsteini ja üldise relatiivsusteooria kohta.

Tegevused

Võta vastu kümne küsimuse viktoriin selle lehekülje kohta.

Tuumafüüsika ja relatiivsusteooria ained

Atom

Elements

Perioodiline tabel

Radioaktiivsus

Relatiivsusteooria

Relatiivsusteooria - valgus ja aeg

Elementaarosakesed - kvarkid

Tuumaenergia ja tuumalõhustumine

Teadus>> Füüsika lastele