Kaip suprasti reliatyvumo teoriją

Kaip žinote, visai medžiagos visata turi tris matmenis: aukštyn ir žemyn, į kairę ir į dešinę, pirmyn ir atgal. Ketvirtoji dimensija - laikas. Kartu jie sudaro erdvės-laiko kontinuumą. Bet RUB yra tai, kad mūsų supratimą apie erdvę ir laiką tiesiogiai priklauso nuo greičio, kuriuo mes judame.

Tai yra skirtumas tarp laiko, erdvės ir judančio objekto santykiai apibūdina specialią reliatyvumo teorijos (SRT), kurį sukūrė Albertas Einšteinas 1905. Vėliau jos pagrindu didysis fizikas ir bendrosios reliatyvumo teorijos (GR), kuris, be to, laiko ir erdvės, ir atsižvelgiama į kitus veiksnius, kaip antai svorio. Apie tai, mes negali kalbėti - jis reikalauja atskiro traktato. Taigi, mes pradėti su specialiu reliatyvumo teorijos tyrimo!

Pagrindiniai principai reliatyvumo teorijos

Pirmas dalykas, kurį reikia suprasti, už reliatyvumo teorijos: santykinį judėjimą.

Tai reiškia, kad buvimas ar nebuvimas judėjimo visada nustatoma atsižvelgiant į kitų objektų. Judėjimas ir jo greitis priklauso nuo stebėtojo (tas, kuris žiūri į objektą) ir nuoroda rėmo (ta, kurioje ji atrodo).

Įsivaizduokite, kad keleivis keliauja traukiniu ir skaitant knygą. Dėl jo, knyga dar kaip nejuda ir vietos traukinyje, ir kiti keleiviai (jei jie sėdi savo vietas, o ne padaryti savo kelią į pietų automobiliu, žinoma). Visų fiksuotų objektų traukinio greitis, nuo mūsų pačių požiūriu, bus nulinės skaitytojas keleivis.

Šiuo metu, platforma turėtų kitas asmuo, kuris švilpė pro plaukioja traukiniu. Jam, ir keleiviui su knyga ir juda kartu su sėdynės traukinių greitis - sako, 200 km / val. Tačiau keleiviai pakeliui į pietų automobiliu, esančio konvojaus galvos judės dar greičiau: jų greitis bus parengti su traukinio greitis.

Tai yra atvejis su bet greitis Be to, bet yra viena išimtis: šviesos greitis. Šviesa iš projektoriaus dėl mūsų traukinys nosį visada judėti tuo pačiu greičiu - 300 000 km / s.

Čia mes priartėti prie pagrindinių principų, kuriais Reliatyvumo teorija:

• Reliatyvumo principas: Dėl tų organų, kurie juda vienas kito atžvilgiu pastoviu greičiu ar vane (tiek keleivių ir jo knygoje), fiziniai procesai yra vienodi.
• Iš į šviesos greičiu pastovumo principas: Šviesos greitis yra pastovus Visiems stebėtojams, nepriklausomai nuo jų greičio, atsižvelgiant į šviesos šaltinį. Tai reiškia, kad šviesa iš lempos dėl traukinio ar šviesos iš projektoriaus dėl erdvėlaivio nosies turi tą patį greitį.

Šviesos keliauja taip greitai, kad jo plitimas atrodo akimirksniu. Bet tai atrodo labai skirtingus atstumus erdvėje. Pavyzdžiui, atstumas nuo saulės į žemę, sudarančios 150 mln km, šviesos eina maždaug 8 minutes. Tai reiškia, kad jei saulė niekada užgesinamasMatysime jį vos per 8 minutes.

Pasekmės reliatyvumo teorijos

Kas matyti iš pirmiau minėtų principų ir kaip jie susiję su laiko ir erdvės? Reliatyvumo teorija turi tris pagrindines pasekmes: Space plečiasi, laiko sutartis, masė didėja. Mes suprantame, su kiekvienu užsakymu.

laikas yra suspaustas

Einšteinas buvo pirmasis suprasti, kad laikas Tai nėra absoliuti ir priklauso nuo atskaitos sistema, kurioje mes stebime ją. Žemė ir galaktikų kitame gale visatos yra skirtingose ​​vietose ne tik erdvė, bet laikas.

Palyginti judančius objektus laikas eina lėčiau. Šis faktas buvo patikrintasViso-pasaulio atominės laikrodžiai: Numatomi Reliatyvistinis Laiko Pelnas naudojant du identiškus atominis laikrodis: vienas įrenginys kairę žemėje, o kitas siunčiami į viršgarsinio plokštumoje aplink planetą. Kai sodinti, buvo pažymėta, kad laikrodis, kuris skrido per kelias tūkstantąsias sekundės už ramybės laikrodis.

Kuo arčiau objekto greitis tampa šviesos greitis, tuo lėčiau laikas teka už jį. Teoriškai, jei astronautas bus eiti į kelionę į erdvėlaivis ne greičio arti šviesos greičiu, jis gaus ateityje. Už tai užtruks kelias savaites, o pasaulyje - dešimtmečius. Tai yra laiko reliatyvumas.

plotas traukiasi

Kitas stebina pasekmė reliatyvumo: kai matome objektą važiuoja, mes galime pastebėti, kad jis tampa trumpesnis su didėjančiu greičiu. Žvelgiant iš stebėtojo, kai artėja prie šviesos objektas tampa trumpesnis ir trumpesnis į judėjimo kryptimi ir statmenai jai greitis taške lieka savo buvusių matmenų.

Tarkime, mes augalų astronautas erdvėlaivis, kuris gali keliauti ne šviesos greičiu, o patys eiti į jaukų observatorija stebėti savo kelionę. Kaip jūs požiūris šviesos greitį laivas pradeda kažkas keista. Atkreipiame dėmesį, kad jis tampa trumpesnis. Tačiau pokyčiai vyksta tik atsižvelgiant į važiavimo kryptimi, transporto priemonės plotis išlieka pastovus. Pasiekus šviesos greitį, ji taps beveik nesiskiria ilgio.

Tikriausiai, mūsų astronautas nėra smagi? Nesijaudinkite jam už astronautas nesikeis. Jis tiesiog džiaugsmas skuba link erdvėje platybės ir nepastebi nieko. Erdvė yra tik suspausta, palyginti su stebėtojas.

masė didėja

Kitas puikus pasekmė reliatyvumo yra tai, kad, kaip objekto greitis, jos masė taip pat didėja.

Masė ir energija yra neatskiriamai susiję. Jis išreiškiamas Einšteino garsiosios lygties E = mc ². Ši formulė rodo, kad kūno energija yra proporcingas jo masės. Pervedant energijos kūną (ty, jo pagreitis) ir padidėjusio svorio. Pasirodo, kad kai kurie iš energijos eina padidinti greitį, o kita dalis padidina svorį.

Prisiminkite savo astronautus, kuris priartėja prie šviesos greitis jo laivą. Stebint iš Žemės, matome, kad transporto priemonės greitis tampa sunkiau ją paspartinti, yra vis daugiau ir daugiau energijos reikia jį stumti. Ateina laikas, kai laivas pasiekia svorį, kad nėra visatos galia nebegali perkelti jį. Štai kodėl, praktiškai, kelionės laikas dar nėra įmanoma.

trumpai

Taigi, kai artėja prie šviesos greičio plečiama, erdvė susitraukia. Bet visa tai atsitinka tik stebėtojo, kuris mato objekto santykinis judėjimas sau akis. Astronautów erdvėlaivio nepakeitė (išskyrus didinant masę). Tačiau, nors abu požiūriai yra tiesa. Todėl reliatyvumo teorija, ir priima savo vardą.

Dar nėra labai aiškus? Tai nenuostabu, nes pats Einšteinas buvo 10 metų suformuoti pagrindinius dogmas apie reliatyvumo teoriją. Yra knyga, kuri padės jums vėl įdėti šiuos principus omenyje ir paaiškinti viską pažodžiui jūsų pirštai, su ryškiomis nuotraukomis ir turimų tvarkaraščius. "Reliatyvumo teorija" Redakcijos "Avanta" leidykla Asta skirtas viduriniosios klases mokinius, bet bus įdomūs bet kuriuo suaugusiųjų, kurie nori patekti į mūsų visatos paslaptis. Po to kas atrodo stebuklų, iš tiesų, realybė!

Pirkti knyga