Fizika za otroke

Teorija relativnosti

Teorija relativnosti sta pravzaprav dve teoriji, ki ju je Albert Einstein oblikoval v začetku 20. stoletja. Ena se imenuje "posebna" relativnost, druga pa "splošna" relativnost. Tu bomo govorili predvsem o posebni relativnosti.

Na tej strani si lahko preberete več o dveh zelo pomembnih vidikih teorije relativnosti, in sicer o hitrosti svetlobe in časovni dilataciji.

Posebna relativnost

Einsteinovo posebno teorijo relativnosti sestavljata dve glavni ideji.

1. Načelo relativnosti: fizikalni zakoni so enaki za vsak inercialni referenčni okvir.

2. Načelo hitrosti svetlobe: hitrost svetlobe v vakuumu je enaka za vse opazovalce, ne glede na njihovo relativno gibanje ali gibanje vira svetlobe.

Kaj pomeni "relativno"?

Pred Albertom Einsteinom so znanstveniki menili, da se vse gibanje odvija glede na referenčno točko, imenovano "eter". Einstein je trdil, da eter ne obstaja. Dejal je, da je vse gibanje "relativno". To pomeni, da je merjenje gibanja odvisno od relativne hitrosti in položaja opazovalca.

Relativni primer

Primer relativnosti je, če si predstavljamo dve osebi na vlaku, ki igrata pingpong. Vlak potuje proti severu s hitrostjo približno 30 m/s. Ko igralca udarjata žogico sem in tja, se jima zdi, da se žogica giblje proti severu s hitrostjo približno 2 m/s in nato proti jugu s hitrostjo 2 m/s.

Predstavljajte si, da nekdo stoji ob železniških tirih in opazuje igro pingpong. Ko žogica potuje proti severu, se zdi, da potuje s hitrostjo 32 m/s (30 m/s plus 2 m/s). Ko žogica zadene v drugo smer, se še vedno zdi, da potuje proti severu, vendar s hitrostjo 28 m/s (30 m/s minus 2 m/s). Opazovalcu ob vlaku se zdi, da žogica vedno potuje proti severu.

Posledica tega je, da je hitrost kroglice odvisna od "relativnega" položaja opazovalca. Za ljudi na vlaku bo drugačna kot za ljudi na strani železniških tirov.

E = mc2

Eden od rezultatov posebne teorije relativnosti je Einsteinova slavna enačba E = mc2. V tej enačbi je E energija, m masa in c konstantna hitrost svetlobe.

Zanimiv rezultat te enačbe je, da sta energija in masa povezani. Vsaka sprememba v energiji predmeta je povezana s spremembo mase. Ta koncept je postal pomemben pri razvoju jedrske energije in jedrske bombe.

Krčenje dolžine

Drug zanimiv rezultat posebne teorije relativnosti je krčenje dolžine. Krčenje dolžine se kaže v tem, da so predmeti tem krajši, čim hitreje se gibljejo glede na opazovalca. Ta učinek se pojavi šele, ko predmeti dosežejo zelo visoke hitrosti.

Če bi 100 čevljev dolga vesoljska ladja letela mimo vas s hitrostjo 1/2 svetlobne hitrosti, bi se vam zdelo, da je dolga 87 čevljev. Če bi pospešila na 0,95 svetlobne hitrosti, bi se vam zdelo, da je dolga le 31 čevljev. Seveda je vse to relativno. Ljudem na krovu vesoljske ladje bi se vedno zdelo, da je dolga 100 čevljev.

Preberite več o Albertu Einsteinu in splošni teoriji relativnosti.

Dejavnosti

Izvedite kviz z desetimi vprašanji o tej strani.

Jedrska fizika in relativnost Predmeti

Atom

Elementi

Periodna tabela

Radioaktivnost

Teorija relativnosti

Relativnost - svetloba in čas

Elementarni delci - kvarki

Jedrska energija in fisija

Znanost>> Fizika za otroke