Was sind relativistische Effekte?

Die klassische Physik ist der Meinung, dassAlle Beobachter, unabhängig vom Standort, erhalten die gleichen Ergebnisse in ihren Zeit- und Längenmessungen. Das Relativitätsprinzip besagt, dass Beobachter unterschiedliche Ergebnisse erhalten können, und ähnliche Verzerrungen werden als "relativistische Effekte" bezeichnet. Wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, verlässt die Newtonsche Physik die Seite.

Lichtgeschwindigkeit

Wissenschaftler A. Michelson, der 1881 Messungen der Lichtgeschwindigkeit durchführte, erkannte, dass diese Ergebnisse nicht von der Geschwindigkeit abhängen, mit der sich die Strahlungsquelle bewegt. Zusammen mit E.V. Morley Michelson führte 1887 ein weiteres Experiment durch, nach dem es für die ganze Welt klar wurde: Egal in welche Richtung die Messung gemacht wird, die Lichtgeschwindigkeit ist überall und immer gleich. Die Ergebnisse dieser Studien widersprachen den Vorstellungen der damaligen Physik, denn wenn sich das Licht in einem bestimmten Medium (Äther) bewegt und der Planet sich in demselben Medium bewegt, können Messungen in verschiedenen Richtungen in keiner Weise gleich sein.

Später der französische Mathematiker, Physiker und AstronomJules Henri Poincaré wurde einer der Begründer der Relativitätstheorie. Er entwickelte die Theorie von Lorentz, nach der der existierende Äther unbeweglich ist, so hängt die Geschwindigkeit des Lichts relativ zu ihm nicht von der Geschwindigkeit der Quelle ab. In bewegten Bezugssystemen werden Lorentz-Transformationen durchgeführt und nicht Galilei-Transformationen (Galileo-Transformationen, die bis dahin in der Newtonschen Mechanik übernommen wurden). Von nun an wurden die Galileischen Transformationen zu einem Sonderfall der Lorentz-Transformationen, als sie für eine kleine (im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit) Geschwindigkeit in einen anderen Trägheits-Bezugsrahmen wechselten.

Abschaffung der Sendung

Der relativistische Effekt der Verkürzung der Länge, auch Lorentz-Kontraktion genannt, besteht darin, dass für einen Beobachter Objekte, die sich relativ zu ihm bewegen, eine kürzere Länge haben.

Ein wesentlicher Beitrag zur Relativitätstheorie wurde vonAlbert Einstein. Er hat den Begriff Äther, der bis dahin in den Überlegungen und Berechnungen aller Physiker enthalten war, vollständig abgeschafft und alle Konzepte der Eigenschaften von Raum und Zeit in Kinematik überführt.

Nachdem die Arbeit von Einstein herauskam,Poincare hielt nicht nur wissenschaftliche Arbeiten zum Thema zu schreiben, aber nicht den Namen seiner Kollegen in keinem seiner Werke erwähnen, mit Ausnahme der einzige Fall eines Hinweises auf die Theorie des photoelektrischen Effekts. Poincare fortgesetzt, um die Eigenschaften des Äthers zu diskutieren, kategorisch jede Veröffentlichung von Einstein, obwohl in diesem Fall den sehr großen Wissenschaftler zu leugnen, mit Respekt behandelt und sogar gab ihm ein brillantes Merkmal, wenn die Verwaltung der Höheren Technische Hochschule möchte Einstein in Zürich einzuladen, an der Schule ein Professor zu werden.

Relativitätstheorie

Sogar viele von denen, die völlig uneins sindPhysik und Mathematik, zumindest im allgemeinen, was ist die Relativitätstheorie, weil dies vielleicht die berühmteste der wissenschaftlichen Theorien ist. Ihre Postulate ruinieren alltägliche Ideen über Zeit und Raum, und obwohl alle Studenten die Relativitätstheorie studieren, aber sie in ihrer Gesamtheit verstehen, ist es nicht genug, nur die Formeln zu kennen.

Der Effekt der Verlangsamungszeit wurde überprüftexperimentieren mit Überschallflugzeugen. Die exakte Atomuhr auf ihrem Brett fiel nach der Rückkehr für den Bruchteil einer Sekunde zurück. Wenn es zwei Beobachter gibt, von denen einer stillsteht und der andere sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ zu dem ersten bewegt, wird die Zeit für den bewegungslosen Beobachter schneller und für ein sich bewegendes Objekt wird die Minute ein wenig länger dauern. Wenn der sich bewegende Beobachter jedoch entscheidet, zurückzugehen und die Zeit zu überprüfen, stellt sich heraus, dass seine Uhr etwas weniger als die erste zeigt. Das heißt, nachdem er eine viel größere Distanz auf der Raumskala überschritten hatte, "lebte" er weniger Zeit beim Bewegen.

Relativistische Effekte im Leben

Viele glauben, dass man relativistisch beobachtetDie Effekte können nur sein, wenn die Lichtgeschwindigkeit, oder die Annäherung an sie, und in der Tat es ist, aber man kann sie sehen, nicht nur dein Raumschiff Zerschlagung. Auf den Seiten der Fachzeitschrift Physical Review Letters können Sie über die theoretischen Arbeiten schwedischer Wissenschaftler lesen. Sie schrieben darüber, dass relativistische Effekte auch in einer einfachen Batterie für das Auto vorhanden sind. Der Prozess ist aufgrund der schnellen Bewegung von Elektronen in Bleiatomen möglich (übrigens sind sie der Grund für den größten Teil der Spannung in den Anschlüssen). Dies erklärt auch, warum Zinnbatterien trotz der Ähnlichkeit von Blei und Zinn nicht funktionieren.

Ungewöhnliche Metalle

Die Rotationsgeschwindigkeit von Elektronen in Atomen ist ziemlichDaher funktioniert die Relativitätstheorie einfach nicht, aber es gibt einige Ausnahmen. Wenn wir uns immer weiter entlang des Periodensystems bewegen, wird klar, dass es einige Elemente gibt, die schwerer sind als Blei. Die große Masse der Kerne wird ausgeglichen, indem die Geschwindigkeit der Elektronen erhöht wird, und sie kann sich sogar dem Licht nähern.

Wenn wir diesen Aspekt aus der Theorie betrachtenRelativität wird deutlich, dass die Elektronen in diesem Fall eine riesige Masse haben müssen. Dies ist der einzige Weg, um den Drehimpuls zu erhalten, aber das Orbital wird sich entlang des Radius zusammenziehen, und dies wird tatsächlich in Schwermetallatomen beobachtet, aber die Orbitale der "langsamen" Elektronen ändern sich nicht. Dieser relativistische Effekt wird in den Atomen einiger Metalle in s-Orbitalen mit einer regelmäßigen, sphärisch symmetrischen Form beobachtet. Es wird vermutet, dass das Verhalten von Quecksilber bei Raumtemperatur in flüssigem Aggregatzustand ist.

Raumfahrt

Objekte im Raum liegen aneinander angroße Entfernungen und selbst bei Lichtgeschwindigkeit wird es sehr lange dauern, sie zu überwinden. Zum Beispiel, um Alpha Centauri zu bekommen - der nächsten Stern, Raumschiff, um die Geschwindigkeit von Licht mit, vier Jahre, und unsere Nachbargalaxie zu erreichen - die Große Magellansche Wolke - Notwendigkeit 160.000 Jahre.

Sie können immer noch zu Alpha Centauri und zurück fliegen,in der Tat erfordert es insgesamt acht Jahre und für die Fahrzeuginsassen, die den Effekt der Zeitdilatation fühlen, wird dieser Zeitraum viel weniger, aber nach seiner Rückkehr von einer Reise in einer benachbarten Galaxie Astronauten finden, dass die 320.000 Jahre auf ihrem Heimatplaneten und die menschliche Zivilisation bestanden haben, möglicherweise hat längst aufgehört zu existieren. So erlauben relativistische Effekte den Menschen, sich zeitlich zu bewegen. Es gilt als eines der Hauptprobleme der Weltraumforschung, weil das, was der Punkt ist, den Weltraum zu erobern, wenn es nicht in der Lage zurückzukehren?

Andere Aktivitäten

Neben der berühmten Verlangsamung der Zeit gibt esund relativistischer Doppler-Effekt, wonach, wenn die Wellenquelle zu bewegen beginnt, die Wellen in die Richtung dieser Bewegung ausbreitende werden vom Betrachter als „kurz“ wahrgenommen werden, und zur Entfernung Wellenlänge erhöht wird.

Ein ähnliches Phänomen ist charakteristisch für alle Wellen,so kann es am Beispiel des Klangs im täglichen Leben beobachtet werden. Die Reduzierung der Schallwelle wird vom menschlichen Ohr als Tonverstärkung wahrgenommen. Deshalb wird, wenn ein Signal von einem Zuge oder ein Auto aus der Ferne zu hören, ist es niedriger, und wenn der Zug am Betrachter vorbei gehen, auf dem gleichen Ton zu äußern, wird seine Höhe zum Zeitpunkt der Annäherung höher sein, aber sobald er Level Einrichtungen zog und der Zug anfährt, der Ton abrupt fällt unter und wird mit niedrigeren Noten fortfahren.

Diese relativistischen Effekte, die durch die klassische analoge Frequenzänderung am Empfänger und Quelle Bewegung und relativistische Verzögerungszeit.

Über Magnetismus

Unter anderem, moderne Physik ist zunehmendDiskutieren Sie das Magnetfeld als relativistischen Effekt. Gemäß dieser Interpretation ist das Magnetfeld keine unabhängige physikalische materielle Einheit, es ist nicht einmal eine der Erscheinungsformen des elektromagnetischen Feldes. Das Magnetfeld aus der Sicht der Relativitätstheorie ist nur ein Prozess, der im Raum um Punktladungen aufgrund der Übertragung des elektrischen Feldes entsteht.

Anhänger dieser Theorie glauben, dass wenn C(Die Geschwindigkeit des Lichts in einem Vakuum) war unendlich, dann wäre die Ausbreitung der Wechselwirkungen über die Geschwindigkeit ebenfalls unbegrenzt, und folglich könnten keine Manifestationen des Magnetismus auftreten.