Fysikk for barn

Relativitetsteori

Relativitetsteorien er faktisk to teorier som Albert Einstein kom med på begynnelsen av 1900-tallet. Den ene kalles "spesiell" relativitet og den andre kalles "generell" relativitet. Vi vil snakke mest om spesiell relativitet her.

Du kan lære mer om to svært viktige aspekter ved relativitetsteorien på denne siden om lysets hastighet og tidsutvidelse.

Spesiell relativitet

Det er to hovedideer som utgjør Einsteins teori om spesiell relativitet.

1. Relativitetsprinsippet: Fysikkens lover er de samme for enhver treghetsreferanseramme.

2. Prinsippet for lysets hastighet: Lysets hastighet i et vakuum er den samme for alle observatører, uavhengig av deres relative bevegelse eller bevegelsen til lyskilden.

Hva betyr "relativt " mener?

Det første prinsippet ovenfor er ganske forvirrende. Hva betyr dette? Vel, før Albert Einstein trodde forskerne at all bevegelse skjedde mot et referansepunkt kalt "eteren". Einstein hevdet at eteren ikke fantes. Han sa at all bevegelse var "relativ". Dette betydde at målingen av bevegelse var avhengig av den relative hastigheten og posisjonen tilobserver.

Et relativt eksempel

Et eksempel på relativitet er å forestille seg to personer på et tog som spiller pingpong. Toget kjører rundt 30 m/s nordover. Når ballen slås frem og tilbake mellom de to spillerne, ser det ut til at ballen beveger seg nordover med en hastighet på rundt 2 m/s og deretter sørover med en hastighet på 2 m/s.

Nå se for deg noen som står ved siden av jernbaneskinnene og ser på ping-pong-spillet. Når ballen beveger seg nordover, ser den ut til å bevege seg med 32 m/s (30 m/s pluss 2 m/s). Når ballen treffes i den andre retningen, ser den fortsatt ut til å bevege seg nordover, men med en hastighet på 28 m/s (30 m/s minus de 2 m/s). For observatøren ved siden av toget ser ballen alltid ut til å bevege seg nordover.

Resultatet er at ballens hastighet avhenger av observatørens "relative" posisjon. Det vil være annerledes for personene på toget enn for personen på siden av jernbaneskinnene.

E = mc2

Et av resultatene av teorien av spesiell relativitet er Einsteins berømte ligning E = mc2. I denne formelen er E energi, m er masse, og c er lysets konstante hastighet.

Et interessant resultat av denne ligningen er at energi og masse henger sammen. Enhver endring i et objekts energi er også ledsaget av en endring i masse. Dette konseptet ble viktig i utviklingen av atomenergi og atombomben.

LengthSammentrekning

Et annet interessant resultat av spesiell relativitet er lengdekontraksjon. Lengdesammentrekning er når objekter vises kortere jo raskere de beveger seg i forhold til observatøren. Denne effekten oppstår bare når objekter når svært høye hastigheter.

For å gi deg et eksempel på hvordan objekter som beveger seg veldig fort virker kortere. Hvis et romskip 100 fot langt fløy forbi deg med 1/2 av lysets hastighet, ser det ut til å være 87 fot langt. Hvis den økte lyshastigheten til 0,95, ville den bare se ut til å være 31 fot lang. Selvfølgelig er alt dette relativt. For folk om bord på romskipet ser det alltid ut til å være 100 fot langt.

Les mer om Albert Einstein og Theory of General Relativity.

Aktiviteter

Ta en quiz med ti spørsmål om denne siden.

Kernefysikk og relativitetsfag

Atom

Elementer

Periodisk tabell

Radioaktivitet

Relativitetsteori

Relativitet - lys og tid

Elementærpartikler - kvarker

Kjerneenergi og fisjon

Vitenskap >> Fysikk for barn