Fizika vaikams

Reliatyvumo teorija

Reliatyvumo teorija iš tikrųjų yra dvi teorijos, kurias Albertas Einšteinas sukūrė XX a. pradžioje. Viena jų vadinama specialiuoju reliatyvumu, o kita - bendruoju reliatyvumu. Čia daugiausia kalbėsime apie specialųjį reliatyvumą.

Šiame puslapyje galite daugiau sužinoti apie du labai svarbius reliatyvumo teorijos aspektus - šviesos greitį ir laiko dilataciją.

Specialusis reliatyvumas

Einšteino specialiąją reliatyvumo teoriją sudaro dvi pagrindinės idėjos.

1. Reliatyvumo principas: fizikos dėsniai yra vienodi bet kurioje inercinėje atskaitos sistemoje.

2. Šviesos greičio principas: šviesos greitis vakuume yra vienodas visiems stebėtojams, nepriklausomai nuo jų santykinio judėjimo ar šviesos šaltinio judėjimo.

Ką reiškia "santykinis"?

Pirmasis pirmiau išvardytas principas yra gana painus. Ką tai reiškia? Iki Alberto Einšteino mokslininkai manė, kad visas judėjimas vyksta atskaitos taško, vadinamo eteriu, atžvilgiu. Einšteinas teigė, kad eteris neegzistuoja. Jis teigė, kad visas judėjimas yra "santykinis". Tai reiškia, kad judėjimo matavimas priklauso nuo santykinio greičio ir stebėtojo padėties.

Santykinis pavyzdys

Vienas iš reliatyvumo pavyzdžių - įsivaizduokite du žmones, važiuojančius traukiniu ir žaidžiančius ping-pongą. Traukinys važiuoja į šiaurę maždaug 30 m/s greičiu. Kai kamuoliukas smūgiuojamas pirmyn ir atgal tarp dviejų žaidėjų, žaidėjams atrodo, kad kamuoliukas juda į šiaurę maždaug 2 m/s greičiu, o paskui į pietus - 2 m/s greičiu.

Dabar įsivaizduokite žmogų, stovintį šalia geležinkelio bėgių ir stebintį pingpongo žaidimą. Kai kamuoliukas keliauja į šiaurę, atrodo, kad jis juda 32 m/s greičiu (30 m/s plius 2 m/s). Kai kamuoliukas pataiko į kitą pusę, atrodo, kad jis vis dar keliauja į šiaurę, bet 28 m/s greičiu (30 m/s minus 2 m/s). Stebėtojui, esančiam šalia traukinio, atrodo, kad kamuoliukas visada keliauja į šiaurę.

Dėl to kamuoliuko greitis priklauso nuo "santykinės" stebėtojo padėties. Traukinyje esančių žmonių greitis bus kitoks nei žmogaus, esančio geležinkelio bėgių pusėje.

E = mc2

Vienas iš specialiosios reliatyvumo teorijos rezultatų yra garsioji Einšteino lygtis E = mc2. Šioje formulėje E - energija, m - masė, o c - pastovus šviesos greitis.

Įdomus šios lygties rezultatas yra tas, kad energija ir masė yra susijusios. Bet kokį objekto energijos pokytį lydi ir masės pokytis. Ši sąvoka tapo svarbi kuriant branduolinę energiją ir branduolinę bombą.

Ilgio susitraukimas

Kitas įdomus specialiojo reliatyvumo rezultatas yra ilgio susitraukimas. Ilgio susitraukimas - tai toks reiškinys, kai objektai atrodo tuo trumpesni, kuo greičiau jie juda stebėtojo atžvilgiu. Šis reiškinys pasireiškia tik tada, kai objektai pasiekia labai didelius greičius.

Pateiksime pavyzdį, kaip labai greitai judantys objektai atrodo trumpesni: jei 100 pėdų ilgio erdvėlaivis skristų pro jus 1/2 šviesos greičio, jis atrodytų 87 pėdų ilgio. Jei jis pagreitėtų iki 0,95 šviesos greičio, jis atrodytų tik 31 pėdos ilgio. Žinoma, visa tai yra reliatyvu. Žmonėms, esantiems erdvėlaivyje, jis visada atrodytų 100 pėdų ilgio.

Skaityti daugiau apie Albertas Einšteinas ir bendroji reliatyvumo teorija.

Veikla

Atlikite dešimties klausimų viktoriną apie šį puslapį.

Branduolinės fizikos ir reliatyvumo dalykai

Atom

Elementai

Periodinė lentelė

Radioaktyvumas

Reliatyvumo teorija

Reliatyvumas - šviesa ir laikas

Elementariosios dalelės - kvarkai

Branduolinė energija ir skilimas

Mokslas>> Fizika vaikams