Lý thuyết tương đối cho người giả: Nội dung được giải thích đơn giản
Khi người ta nghĩ về lý thuyết tương đối, công thức E = mc² thường xuất hiện trong đầu. Mẹo thực tế này sẽ cho bạn biết công thức này là gì và bạn nên biết gì về "thuyết tương đối".
Lý thuyết tương đối giải thích đơn giản
Lý thuyết tương đối liên quan đến không gian, thời gian và trọng lực và là một cột mốc thực sự trong vật lý. Nhiều thứ như ổ đĩa dọc và du hành thời gian làm cho một chút có thể hơn. Nó bao gồm hai lý thuyết.
- Lý thuyết tương đối đặc biệt. Nó giải thích hành vi của thời gian và không gian theo quan điểm của các nhà quan sát.
- Lý thuyết tương đối tổng quát. Nó mô tả lực hấp dẫn là độ cong của thời gian và không gian, được tạo ra, ví dụ, bởi các khối lượng lớn như các ngôi sao.
lời tuyên bố
Trong vật lý, một hệ quy chiếu được gọi là cấu trúc không gian-thời gian, được yêu cầu để mô tả chính xác các quá trình phụ thuộc vào vị trí. Một hệ thống quán tính là một hệ quy chiếu trong đó các hạt không có lực dừng lại hoặc đi qua các đường thẳng với tốc độ không đổi. Ví dụ, thời gian trôi chậm hơn trong một hệ thống quán tính so với hệ thống khác.
- Theo thuyết tương đối đặc biệt của Einstein, tất cả các hệ thống quán tính đều có bản chất như nhau. Nếu thời gian trôi qua nhanh hơn trong một hệ thống so với hệ thống khác, cả hai thuộc tính đều được áp dụng. Thời gian trôi nhanh hơn và cùng lúc bình thường.
- Tuy nhiên, người ta phải lưu ý rằng không có hệ thống, vật thể hay hạt nào có thể nhanh hơn ánh sáng. Ở tốc độ 299792.458 km / s, tốc độ ánh sáng (c) là giới hạn trên cho tốc độ. Thật không may, bay một tàu vũ trụ với "tốc độ ánh sáng gấp đôi" trong một số bộ phim khoa học viễn tưởng là không thể.
E = mc² - có nghĩa là công thức
Hầu như mọi người đều biết chúng, nhưng không ai biết cách thực sự sử dụng chúng: chúng ta đang nói về công thức nổi tiếng E = mc². Với điều này, năng lượng có thể được tính tùy thuộc vào khối lượng tương đối.
- Theo Einstein, năng lượng và khối lượng (ví dụ với các hạt) là tương đương.
- Tổng năng lượng (E) có thể được tính bằng công thức E = mc² với m = m ': (1 - v²: c²). Trong trường hợp này m 'là khối lượng nghỉ. Tuy nhiên, công thức không thể được áp dụng cho vật lý "cổ điển", mà chỉ áp dụng cho vật lý tương đối tính.
Lý thuyết tương đối: sự giãn nở thời gian và co rút chiều dài là gì?
Tùy thuộc vào tốc độ (của một đối tượng), thời gian (vượt qua tương đối với người quan sát) hoặc chiều dài (của đối tượng) có thể bị ảnh hưởng. Thời gian và độ dài phụ thuộc vào tốc độ.
- Một vật thể di chuyển trong không gian càng nhanh, thời gian trôi qua càng chậm so với người quan sát đang nghỉ ngơi. Ngay cả trong vùng lân cận của đám đông lớn, thời gian trôi qua chậm hơn. Bạn có thể tìm thấy thông tin chi tiết hơn trong bài viết của chúng tôi về "Sự giãn nở thời gian".
- Khi một vật thể di chuyển với tốc độ cao trong không gian, chiều dài của nó (theo hướng tốc độ) cũng bị nén. Ở đây bạn cũng sẽ tìm thấy một bài viết riêng liên quan đến sự co lại chiều dài.
Độ cong của không gian và thời gian: Khối lượng lớn trong không gian
Cuối cùng, chúng tôi muốn cống hiến hết mình cho những khối lượng lớn trong không gian (chẳng hạn như một hành tinh).
- Như bạn đã biết từ bài viết của chúng tôi về sự giãn nở thời gian, thời gian trôi chậm hơn gần khối lượng lớn.
- Khối lượng lớn, như một ngôi sao, uốn cong không gian (và thời gian). Bạn có thể nghĩ về hiện tượng này như một tấm vải lớn "uốn cong" xuống khi bạn đặt thứ gì đó nặng như quả dưa hấu lên nó. Không-thời gian bị cong tương tự. Điều này có nghĩa là ánh sáng cũng bị lệch bởi các khối lượng lớn.
Lý thuyết tương đối của Einstein: Bạn sẽ có thể sử dụng các công thức này
Nhiều công thức khác nhau được sử dụng trong vật lý tương đối tính. Chúng tôi sẽ chỉ cho bạn những điều quan trọng nhất bạn nên biết.
- Công thức cho thời gian tương đối là t '= t: √ (1 - v²: c²). Trong ví dụ này, chúng tôi muốn tính toán có bao nhiêu giây trôi qua trong một hệ thống di chuyển với tốc độ 200000 km / s: ∆t '= 5s: (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6, 712 giây. Điều này có nghĩa là trong khi 5 giây trôi qua trong một hệ thống tăng tốc, thì khoảng 7 giây trôi qua trong một hệ thống đứng yên! Ở tốc độ ánh sáng sẽ có 0 trong mẫu số. Điều này sẽ dẫn đến.
- Công thức tính độ dài co là l = l '⋅ (1 - v²: c²). Độ dài tương đối phụ thuộc vào chiều dài cơ bản và tốc độ. Ở tốc độ ánh sáng, chiều dài sẽ là 0!
- Bạn cũng biết công thức E = mc² với m = m ': (1 - v²: c²) từ bài viết này.
- Cuối cùng, có công thức cho hiệu ứng Doppler tương đối tính (dành cho các chuyên gia). Bạn sẽ nhận thấy hiệu ứng Doppler khi, ví dụ, một chiếc xe cảnh sát có còi báo động chạy ngang qua bạn. Hiện tượng này có thể được áp dụng tương tự cho vật lý tương đối tính: tần số phụ thuộc vào tốc độ. Nếu máy phát và máy thu sóng điện từ (ví dụ ánh sáng) di chuyển ra xa nhau, tần số sẽ bị thay đổi. Áp dụng như sau: f '= f ⋅ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Nếu bạn nắm vững các công thức cơ bản này, bạn đã có thể giải quyết nhiều vấn đề tương đối tính.