Kas yra reliatyvumo teorija?

Kas nepažįsta Alberto Einšteino? Tai fizikas iš Vokietijos, garsus savo atradimais. Einšteinas taip pat gavo Nobelio fizikos premiją. Viena garsiausių jo teorijų yra reliatyvumo teorija.

Einšteinas šią idėją paskelbė dviem etapais. Pirmiausia jis paskelbė specialią reliatyvumo teoriją 1905 m. Po dešimties metų tada buvo paskelbta bendroji reliatyvumo teorija. Ši teorija tapo viena iš gairių kitiems mokslininkams kuriant atominę bombą, nors Einšteinas niekada nemanė, kad jo teorija gali būti naudojama kaip ginklas.

Bet koks yra reliatyvumo teorijos turinys? Kaip jis naudojamas realiame pasaulyje, kad jį būtų galima naudoti kaip branduolinę bombą? Aptarkime kartu šiame straipsnyje.

Specialioji reliatyvumo teorija

Pirmoji Einšteino specialiosios reliatyvumo teorija turi du postulatus arba sąvokas: pirma, fizikos dėsniai galioja bet kuriam objektui, esant visam atskaitos rėmui, judančiam pastoviu greičiu (inercija) prieš kitus. Tai reiškia, kad fizinės lygties forma visada bus ta pati, nors ji pastebima judančioje būsenoje.

Antrojoje koncepcijoje teigiama, kad šviesos greitis vakuume visiems stebėtojams visada yra vienodas ir nepriklauso nuo šviesos šaltinio ar stebėtojo judėjimo (esant šviesos greičiui c = 3 × 108 m / s).

(Taip pat skaitykite: 7 pasaulio mokslininkai, kurie sulaukia pasaulio pripažinimo)

Remdamasis šiais dviem postulatais, Einšteinas pasakė, kad joks masės objektas negali judėti ar prilygti šviesos greičiui. Reliatyvumo teorija sukelia pokyčius suvokiant daiktus, kuriuos patiriame kiekvieną dieną, pvz., Greičio reliatyvumą, laiko išsiplėtimą, Lorentzo susitraukimus, masės ir energijos reliatyvumą.

1. Greičio reliatyvumas

Jei yra lėktuvas (atskaitos taškas O '), judantis greičiu v žemės atžvilgiu (atskaitos taškas O), o lėktuvas tam tikru greičiu paleidžia bombą (objektą), bombos greitis nėra tas pats, kai ją mato žmonės Žemėje ir žmonės lėktuve. Santykinis greitis turi tokią lygtį.

Santykinio greičio formulė

vx = objekto greitis, palyginti su ramybės būsenoje esančiu stebėtoju (m / s)

v'x = objekto greitis, palyginti su stebėtojo judėjimu (m / s)

v = stebėtojo judėjimo greitis (O '), palyginti su ramybės būsenoje esančiu stebėtoju (O)

c = šviesos greitis (3 × 108 m / s)

2. Laiko išplėtimas

Laiko išsiplėtimas arba išsiplėtimas - tai laiko intervalo, kurį stebėtojas stebi ramybės būsenoje, ir laiko intervalo, kurį stebi stebėtojas, judantis greičiu v, skirtumas. Laiko išplėtimą galima suformuluoti taip.

laiko išplėtimo formulė

Δt = laiko greitis, kurį stebi stebėtojas, judantis greičiu v

Δt0 = stebėtojo stebimas laiko intervalas yra nejudantis

v = stebėtojo greitis

3. Lorenco susitraukimai

Pagal reliatyvumo teoriją erdvė ir laikas nėra pastovūs. Todėl objektą, kurio ilgis L0, stebėtojas stebės lygiagrečiai su juo greičiu v. Kuo didesnis stebėtojo greitis, tuo trumpesnis objektas pasirodys iš pradinio ilgio. Lorentzo susitraukimus galima suformuluoti taip.

Lorenco susitraukimai

L = objekto ilgis, kurį stebi stebėtojas, judantis greičiu v

L0 = objekto ilgis, kurį stebėtojas stebi ramybės būsenoje

v = stebėtojo greitis

4. Masės ir energijos santykis

Kaip ir erdvė ir laikas, taip ir objekto masė, kurią stebintysis stebi ramybės būsenoje, skirsis nuo stebėtojo stebimo objekto, judančio greičiu v, masės.

masės ir energijos reliatyvumas

m = objekto masė, stebima stebėtojo, judančio greičiu v

m0 = objekto masė, kurią stebėtojas stebi ramybės būsenoje

v = stebėtojo greitis

Reliatyvistinėje mechanikoje objekto, kurio masė m 0 (poilsis), kurio greitis v , energiją galima suformuluoti taip.

energijos mo

Bendrąją masės objekto energiją galima gauti pagal šią formulę.

E = E 0 + E k , kur E 0 yra ramybės energija (E = m 0 c2)

Remiantis aukščiau pateiktu aprašymu, objektai, kurių masė m, turi:

E = mc2

Ši lygtis yra viena iš labiausiai žinomų formulių iki šiol. Ši formulė taip pat yra branduolinės bombos kūrimo pagrindas, nes laikoma, kad masė yra koncentruota energijos forma, kad ji galėtų pakeisti formą, ypač vykstant branduolinei grandininei reakcijai.

Bendroji reliatyvumo teorija

Bendroji reliatyvumo teorija yra susijusi su Niutono gravitacijos teorija. Newtonas teigė, kad gravitacija yra nematoma jėga, kuri traukia objektus vienas į kitą. Tačiau savo teorija Einšteinas teigė, kad gravitacija yra erdvės ir laiko kreivumas, kurį sukelia objekto masė. Šis kreivumas turi įtakos laikui: kuo didesnis gravitacija, tuo lėčiau laikas keliaus erdvės ir laiko kreivumu.