สารบัญ
ฟิสิกส์สำหรับเด็ก
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพเป็นวิชาที่ซับซ้อนและเข้าใจยาก เราจะพูดถึงพื้นฐานของทฤษฎีที่นี่ทฤษฎีสัมพัทธภาพเป็นสองทฤษฎีที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ คิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ทฤษฎีหนึ่งเรียกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพ "พิเศษ" และอีกทฤษฎีหนึ่งเรียกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพ "ทั่วไป" เราจะพูดถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษเป็นส่วนใหญ่ที่นี่
คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสองแง่มุมที่สำคัญมากของทฤษฎีสัมพัทธภาพได้ในหน้านี้เกี่ยวกับความเร็วของแสงและการขยายเวลา
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
มีสองแนวคิดหลักที่ประกอบกันเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์
1. หลักการสัมพัทธภาพ: กฎของฟิสิกส์จะเหมือนกันสำหรับกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ
2. หลักการของความเร็วแสง: ความเร็วของแสงในสุญญากาศจะเท่ากันสำหรับผู้สังเกตทุกคน โดยไม่คำนึงถึงการเคลื่อนที่สัมพัทธ์หรือการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดแสง
อะไรคือ "สัมพัทธ์" " หมายความว่าอย่างไร
หลักการข้อแรกข้างต้นค่อนข้างสับสน สิ่งนี้หมายความว่า? ก่อนหน้าอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าการเคลื่อนไหวทั้งหมดเกิดขึ้นกับจุดอ้างอิงที่เรียกว่า "อีเทอร์" ไอน์สไตน์อ้างว่าอีเธอร์ไม่มีอยู่จริง เขากล่าวว่าการเคลื่อนไหวทั้งหมดเป็น "ญาติ" นั่นหมายความว่าการวัดการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับความเร็วสัมพัทธ์และตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์
ตัวอย่างสัมพัทธ์
ตัวอย่างหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพคือการจินตนาการว่าคนสองคนเล่นปิงปองบนรถไฟ รถไฟกำลังแล่นไปทางทิศเหนือประมาณ 30 เมตร/วินาที เมื่อลูกบอลถูกตีกลับไปกลับมาระหว่างผู้เล่นทั้งสอง ผู้เล่นจะมองเห็นลูกบอลเคลื่อนที่ไปทางเหนือด้วยความเร็วประมาณ 2 เมตร/วินาที และไปทางทิศใต้ด้วยความเร็ว 2 เมตร/วินาที
ตอนนี้ ลองนึกภาพคนที่ยืนอยู่ข้างรางรถไฟดูเกมปิงปอง เมื่อลูกบอลเคลื่อนที่ไปทางเหนือ ดูเหมือนว่าจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 32 ม./วินาที (30 ม./วินาที บวก 2 ม./วินาที) เมื่อลูกบอลถูกตีไปอีกทางหนึ่ง มันยังคงเคลื่อนที่ไปทางเหนือ แต่ด้วยความเร็ว 28 ม./วินาที (30 ม./วินาที ลบ 2 ม./วินาที) สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ข้างรถไฟ ลูกบอลจะดูเหมือนเคลื่อนที่ไปทางเหนือเสมอ
ผลที่ได้คือความเร็วของลูกบอลจะขึ้นอยู่กับตำแหน่ง "สัมพัทธ์" ของผู้สังเกตการณ์ ผู้คนบนรถไฟจะแตกต่างจากคนที่อยู่ข้างรางรถไฟ
E = mc2
ดูสิ่งนี้ด้วย: ประวัติศาสตร์โลกอิสลามยุคแรกสำหรับเด็ก: คอลีฟะฮ์สี่องค์แรกหนึ่งในผลลัพธ์ของทฤษฎี ของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษคือสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ E = mc2 ในสูตรนี้ E คือพลังงาน m คือมวล และ c คือความเร็วแสงคงที่
ผลลัพธ์ที่น่าสนใจของสมการนี้คือพลังงานและมวลมีความสัมพันธ์กัน การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในพลังงานของวัตถุจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของมวลด้วย แนวคิดนี้มีความสำคัญในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์และระเบิดนิวเคลียร์
ความยาวการหดตัว
ผลลัพธ์ที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษคือการหดตัวตามความยาว การหดตัวของความยาวคือเมื่อวัตถุดูสั้นลง พวกมันเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับผู้สังเกต ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากเท่านั้น
ดูสิ่งนี้ด้วย: สิทธิพลเมืองสำหรับเด็ก: กฎหมายของ Jim Crowเพื่อให้ตัวอย่างแก่คุณว่าวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วมากมีลักษณะสั้นลงอย่างไร ถ้ายานอวกาศยาว 100 ฟุตบินผ่านคุณด้วยความเร็ว 1/2 ของความเร็วแสง มันก็จะดูเหมือนยาว 87 ฟุต ถ้ามันเร่งความเร็วแสงได้ถึง 0.95 มันก็จะดูเหมือนยาวเพียง 31 ฟุตเท่านั้น แน่นอนว่าทั้งหมดนี้เป็นญาติกัน สำหรับคนที่อยู่บนยานอวกาศ มันมักจะดูเหมือนยาว 100 ฟุต
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
กิจกรรม
ทำแบบทดสอบสิบข้อเกี่ยวกับหน้านี้
วิชานิวเคลียร์ฟิสิกส์และทฤษฎีสัมพัทธภาพ
อะตอม
องค์ประกอบ
ตารางธาตุ
กัมมันตภาพรังสี
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
สัมพัทธภาพ - แสงและเวลา
อนุภาคมูลฐาน - ควาร์ก
พลังงานนิวเคลียร์และฟิชชัน
วิทยาศาสตร์ >> ฟิสิกส์สำหรับเด็ก
