Wat sinn relativistesch Auswierkungen?

D'klassesch Physik hält d'Sicht datt all Beobachter, egal vu Standort, déi selwecht Resultater an hirer Zäit- a Längtmessungen kréien. D'Relativitéitstheorie seet, datt Beobachter verschidde Resultater kréien, an ähnlech Verzerrungen genannt "relativistesch Effekter". Wann d'Ofdreiwung vun der Vitess vum Liicht entsprécht, fënnt d'Newtonesch Physik op der Säit.

Liichtgeschwindegkeet

Wëssenschaftler A. Michelson an 1881 gehaal der Vitesse Miessunge vu Liicht, hunn ech gemierkt, datt dës Resultater op der Vitesse hänkt gëtt net mat deem d'Stralung Quell Kombinatiounen. Zesumme mam E.V. Morley Michelson huet en 1887 Versuch verwierklecht a war no der ganzer Welt kloer: et ass egal, a wéi eng Richtung d'Messung gemaach gëtt, ass d'Liichtgeschwindigkeit iwwerall an ëmmer déiselwecht. D'Resultater vun dëse Studien hu sech op d'Iddien vun der Physik vun där Zäit zréckgefouert, well wann d'Liicht an engem gewëssenen Medium (Äther) an de Planéit an dem selwechte Medium bewegt, d'Messungen an ënnerschiddleche Richtungen kënnen net déiselwecht sinn.

Spéider ass de fréiere Mathematiker, Physiker a Astronom Jules Henri Poincaré ee vun de Grënner vun der Relativitéitstheorie. Hien entwéckelt engem Lorentz Theorie no déi bestehend ETHER permanent, sou d'Vitesse vun Liichtjoer relativ bis et ass net ofhängeg vun der Quell Tarif. D'Plënneren Rummen duerchgefouert Lorentz Transformatioun, amplaz Galiläer (Galileo Transformatioun sou wäit an der Newtonian Mechanik adoptéiert). Vun elo un gouf Galiläer Transformatioun ee spezielle Fall vu Lorentz Transformatiounen, wann e weideren Inertial Frame vun der Verweisung fir e klengt ass (am Verglach mat der Liichtgeschwindigkeit).

Abolitioun vun der Sendung

D'relativistesch Auswierkunge vun der Ofkierzung vun der Längt, déi d'Lorentz Kontraktion genannt gëtt, ass déi, datt fir eng Beobachter Objeten déi sech relativ relativ wäiter bewegen, eng méi kuerz lafen.

Albert Einstein huet e wesentlechen Beitrag zur Relativitéitstheorie gemaach. Hien huet de Begrëff "Äther" komplett abgeschafft, dee bis deemols an den Argumenter an de Berechnunge vun all Physiker an d'Liewe war an all seng Konzepter iwwer d'Eegeschafte vum Raum an d'Zäit an d'Kinematik verännert gouf.

Wéi d'Einstein senger Aarbecht fäerdeg war, huet Poincare net nëmme Schrëften wëssenschaftlech Aarbechter iwwer dëst Thema ze schreiwen, mä huet och keen seng Kolleegenname an irgendeng vu senge Wierker genannt, ausser den eenzegen Fall vun der Referenz vun der Fotoeffekt. De Poincaré huet d'Eegeschafte vun der Äer besprach an kategoresch Texter vun Einstein verëffentlecht, obwuel hien déi gréisste Wëssenschaftler mat Respekt behandelen an datt hien och gläichzäiteg eng brillant Beschreiwung gedeeft huet, wann d'Verwaltung vun der Higher Polytechnic School zu Zürich d'Einstein als Professer fir d'Bildungseinrichtung invitéiert huet.

Relativitéitstheorie

Och vill vun deenen, déi ganz an der Regel mat der Physik a Mathematik sinn, zumindest am allgemengen, representéieren wat ass d'Relativitéitstheorie, well dat ass wuel déi bekannteste vun de wëssenschaftleche Theorien. Si postuléiert all Dag Iddien iwwer Zäit a Raum, an obschonn all Schoulkanner d'Relativitéitstheorie studéieren, awer et ass komplett genuch ze verstoen ass net genuch just fir d'Formelen ze kennen.

Den Effekt vun der Zäitdilatioun gouf an engem Experiment mat engem Supersonic Flight Test getest. Déi genee Atommass op hirem Brett, nodeems se zréckkoum, ass hannert enger Splitplatt. Wann et zwou Beobachter gëtt, eent vun deem steet nach ëmmer an déi aner bewegt mat enger gewëssener Geschwindegkeet am Verglach mam éischt, d'Zäit fir den Beobachter, deen Bewegungslosen ass méi séier, a fir e bewegt Objet ass d'Minute e bësse méi laang. Awer wann de bewegen Observer decidéiert, erëm zeréckzekommen a kuckt d'Erausfuerderung, datt säin Uweisungen e bësse méi kleng ass wéi d'éischt. Dat ass, datt hien eng méi grouss grousser Distanz op der Skala vum Raum ofgetrëppelt huet, huet hien "manner Zäit" während der Bewegung geliewt.

Relativistesch Auswierkungen am Liewen

Vill Leit gleewen datt et relativ relativistesch Effekter ze beobachten ass, wann d'Geschwindegkeet vum Liicht erreecht gëtt oder wann se se zoustinn, et ass richteg, awer Dir kënnt se net nëmmen duerch Dispersioun vun Ärem Raumschëff observéieren. Op de Säiten vun der wëssenschaftlecher Zäitschrëft Physical Review Letters kann Dir iwwert d'theoretesch Aarbecht vun de schwedesche Wëssenschaftler liesen. Si hunn iwwer d'Tatsaach geschriwwen datt relativistesch Effekter och an enger einfacher Batterie fir den Auto sinn. De Prozess ass méiglech wéinst der schneller Beweegung vun Elektronen an Bleieratomen (iwwregens, si sinn d'Ursaach fir de gréissten Deel vun der Spannung an den Terminals). Dëst erkläert och, warum, trotz der Ähnlechkeet vu Bleeder a Zinn, Tin-baséiert Batterien net schaffen.

Ongewéinlech Metalle

D'Geschwindegkeet vun der Rotatioun vun Elektronen an Atomen ass zimlech niddereg, an dofir ass d'Relativitéitstheorie einfach net funktionnéiert, awer et sinn e puer Ausnahmen. Wann mer méi wäit an de regelméissege Dësch réckelen, gëtt et kloer datt et e puer Elementer méi héich sinn wéi d'Leedung do. Déi grouss Mass vun de Kären ass ausgeglach ginn duerch d'Erhéijung vun der Geschwindegkeet vun den Elektronen, an et kann souguer d'Liichtgeschwindegkeet zougoen.

Wann mir dësen Aspekt aus der Relativitéitstheorie gesinn, da gëtt et kloer datt d'Elektronen an dësem Fall enorm Mass hunn. Dëst ass déi eenzeg Manéier fir de Wénkelvitum ze bewahren, mä den Orbital de Wee am Radius vertraut, an dat ass tatsächlech an schwéiere Metallatomen observéiert, awer d'Orbitale vun de "schwaach" Elektronen änneren net. Dës relativistesch Auswierkung gëtt an den Atomen vu verschiddenen Metalle bei s-Orbitalen beobachtet mat enger regulärer, sphär symmetrescher Form. Et gëtt ugeholl datt et als Resultat vun der Relativitéitstheorie ass, déi Quecksilmer e flëssege aggregéierten Zoustand bei Raumtemperatur huet.

Space Travel

Objeten am Raum sinn grouss Distanzen vu verschiddene Memberen, a souguer wann Dir mat der Geschwindegkeet vum Liicht reest, da gëtt et eng ganz laang Zäit ze iwwerwannen. Zum Beispill, fir an d'Alpha Centauri ze kommen - de nächste Stäre un eis, e Raumschëff mat der Liichtgeschwindigkeit, da gëtt et véier Joer, a fir eis benachbarter Galaxis - de Great Magellanic Cloud - erreechst 160.000 Joer.

Fly ze Alpha Bedeitung an zréck ass nach méiglech, well déi néideg Ganzen aacht Joer, an fir d'Gefier läschte déi den Effet vun Zäit dilation fillen, gëtt dëser Period sinn vill manner, mee op sengem Retour vun enger Rees op engem Nopeschlänner Galaxis Astronautegrupp fannen, datt hir Mammesprooch Planéit dräi honnert an zwanzeg den Équipe Dausende vu Joer, an d'Mënscherevenie ass vläicht laang opgehaang. Dofir hunn relativistesch Effekter et erméiglecht, d'Zäit ze bewegen. Dëst gëllt als ee vun den Haaptproblemer vum Weltraum Exploratioun, well wat ass de Punkt fir d'Weltraum ze iwwerstoen, wann et net méiglech ass zréckzekommen?

Aner Aktivitéiten

Nieft der gutt-bekannt aggressiv Zäit, an et ass d'relativistesch Dopplereffet, no deem wann d'Schwéngung Quell Plënneren fänkt, d'Schwéngung propagating an der Richtung vun der Beweegung, gëtt vun engem Observateur als "kuerz" ugesi ginn, an Richtung Stoppen der Wellelängt fräi ass.

Een ähnlechen Phänomen ass charakteristesch vun irgendwelche Welle, sou datt et observéiert gëtt mat dem Beispill vum Klang am Alltag. D'Kontraktioun vun der Schallwelle gëtt vum mënschlechen Ouer als Erhéijung vu Ton erkannt. Wann d'Signal vun engem Zuch oder Auto vun wäitem ronderëm héieren ass, ass et méi niddereg, a wann de Zuch duerch den Beobachter duerchgewiesselt gëtt, wann e Klang produzéiert, da wäerte seng Héicht am Moment vum Approche méi héich sinn, awer wann déi Objeten niddergelooss gi sinn an de Zuch beginn weg ze goen geet de Ton erop An op weider Ënnersäite weiderfueren.

Dës relativistesch Auswierkunge si wéinst dem klassesche Analog vun der Frequenzvariatioun während der Bewegung vum Empfänger an der Quell, wéi och vun der relativistescher Zäitverzögerung.

Iwwer de Magnetismus

Ënner anerem sinn modern Physiker ëmmer méi wéi den magnetesche Feld als relativistesch Auswierkunge diskutéiert. Laut dëser Interpretatioun ass de magnetesche Feld net eng onofhängeg physikalesch Form vun der Entitéit, et ass net och ee vun de Formen vun Manifestatiounen vum elektromagnetesche Feld. De magnetesche Feld aus der Sicht vun der Relativitéitstheorie ass nëmme e Prozess, deen an de Raum ëm Punktbelaaschtungen opgaang ass wéinst der Iwwerdroung vum elektresche Feld.

D'Adherents vun dëser Theorie gleewen datt si C (Geschwindegkeet vu Liicht am Vakuum) onendlech sinn, da wäerte d'Ausbreedung vun Interaktiounen iwwer Geschwindegkeet net limitéiert sinn, an als Resultat kënnen iergendeng Manifestatiounen vum Magnetismus entstoe kënnen.