Hvordan udtrykkes teori om særlig relativitet?

postulater:

1. fysikens love er de samme for alle observatører i ensartet bevægelse. Dette betyder, at uanset en observatørs konstante hastighed, vil fysiklovene altid være sandt.

2. lysets hastighed i et vakuum (c) er den samme for alle inertielle observatører, uanset lysskildens bevægelse. Dette indebærer, at lysets hastighed er en universel konstant.

Matematiske konsekvenser:

Fra disse postulater afledte Einstein adskillige dybe konsekvenser, som udtrykkes matematisk:

* tidsudvidelse: Tidsintervaller ser ud til at være forskellige for observatører i relativ bevægelse. Dette betyder, at tiden bremser for et objekt, der bevæger sig med en høj hastighed i forhold til en stationær observatør. Matematisk:

* t '=t / √ (1 - v² / c²)

* Hvor:

* t 'er tidsintervallet målt af den bevægende observatør

* t er tidsintervallet målt af den stationære observatør

* V er den relative hastighed mellem observatørerne

* C er lysets hastighed

* Længde sammentrækning: Længden af ​​et objekt ser ud til at være kortere for en observatør i relativ bevægelse. Matematisk:

* L '=l √ (1 - v²/c²)

* Hvor:

* L 'er længden målt af den bevægende observatør

* L er længden målt af den stationære observatør

* V er den relative hastighed mellem observatørerne

* C er lysets hastighed

* relativistisk masse: Massen af ​​et objekt øges, når dens hastighed nærmer sig lysets hastighed. Matematisk:

* m '=m / √ (1 - v² / c²)

* Hvor:

* m 'er den relativistiske masse

* m er hvilemassen

* v er objektets hastighed

* C er lysets hastighed

* Massenergiækvivalens: Energi og masse er ækvivalente, hvilket betyder, at de kan omdannes til hinanden. Dette udtrykkes berømt af ligningen e =mc², hvor e er energi, m er masse, og c er lysets hastighed.

* lorentz -transformationer: Dette er et sæt ligninger, der beskriver, hvordan rumtidskoordinater forvandles mellem inertielle referencerammer i relativ bevægelse.

Ekspression gennem fysik:

Ud over de matematiske udtryk udtrykkes særlig relativitet også gennem fysiske begreber og observationer:

* relativistisk Doppler -effekt: Hyppigheden af ​​lysændringer på grund af den relative bevægelse mellem kilden og observatøren. Denne effekt bruges i astronomi til at måle hastigheden af ​​fjerne objekter.

* tvillingparadoks: Dette tankeeksperiment undersøger konsekvenserne af tidsudvidelse for to tvillinger, hvoraf den ene rejser med en høj hastighed.

* Partikelfysik: Særlig relativitet er grundlæggende for vores forståelse af partikelfysik og opførsel af partikler, der bevæger sig i høje hastigheder.

Generelt er speciel relativitet en teori om, at grundlæggende ændrede vores forståelse af rum, tid og tyngdekraft. Det udtrykkes gennem postulater, matematiske ligninger og fysiske observationer, hvilket giver en ramme for at forstå universet med hastigheder, der nærmer sig lysets hastighed.