תורת היחסות

תורת היחסות

תורת היחסות היא נושא מורכב וקשה מאוד להבנה. רק נדון כאן ביסודות התיאוריה.

תורת היחסות היא למעשה שתי תיאוריות ש אלברט איינשטיין עלה בתחילת המאה העשרים. האחד נקרא תורת היחסות 'מיוחדת' והשני נקרא תורת היחסות 'כללית'. נדבר כאן בעיקר על תורת היחסות המיוחדת.

אתה יכול ללמוד עוד על שני היבטים חשובים מאוד של תורת היחסות בעמוד זה אודות מהירות האור והרחבת הזמן .

יחסיות מיוחדת

ישנם שני רעיונות עיקריים המרכיבים את תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין.

1. עקרון היחסות: חוקי הפיזיקה זהים לכל מסגרת ייחוס אינרציאלית.

2. עקרון מהירות האור: מהירות האור בוואקום זהה לכל הצופים, ללא קשר לתנועתם היחסית או לתנועת מקור האור.

מה הפירוש של 'קרוב משפחה'?

העיקרון הראשון המפורט לעיל די מבלבל. מה זה אומר? ובכן, לפני אלברט איינשטיין, מדענים חשבו שכל התנועה מתרחשת כנגד נקודת התייחסות המכונה 'האתר'. איינשטיין טען שהאתר לא קיים. הוא אמר שכל התנועה הייתה 'יחסית'. פירוש הדבר שמדידת התנועה תלויה במהירות ובמיקום היחיד של המתבונן.

דוגמא יחסית

אחת הדוגמאות לתורת היחסות היא לדמיין שני אנשים ברכבת משחקים פינג-פונג. הרכבת נוסעת בסביבות 30 מ 'לשנייה צפונה. כאשר הכדור נפגע קדימה ואחורה בין שני השחקנים, הכדור נראה לשחקנים נע צפונה במהירות של כ -2 מ 'לשנייה ואז דרומה במהירות של 2 מ' לשנייה.

עכשיו דמיין מישהו עומד ליד פסי הרכבת וצופה במשחק הפינג-פונג. כאשר הכדור נוסע צפונה נראה כי הוא נע במהירות של 32 מ / ש (30 מ '/ ש' ועוד 2 מ '/ ש'). כאשר הכדור נפגע בכיוון השני, נראה שהוא עדיין נע צפונה, אך במהירות של 28 מ / ש (30 מ / ש פחות 2 מ / ש). למתבונן לצד הרכבת נראה שהכדור תמיד נוסע צפונה.

התוצאה היא שמהירות הכדור תלויה במיקום 'היחסי' של המתבונן. זה יהיה שונה עבור האנשים ברכבת מאשר עבור האדם בצד פסי הרכבת.

E = mc^שתיים

אחת התוצאות של תורת היחסות המיוחדת היא המשוואה המפורסמת של איינשטיין E = mc^שתיים. בנוסחה זו E היא אנרגיה, m היא מסה, ו- c היא המהירות הקבועה של האור.

תוצאה מעניינת של משוואה זו היא ש אֵנֶרְגִיָה ו מסה קשורים. כל שינוי באנרגיית האובייקט מלווה גם בשינוי המסה. תפיסה זו הפכה חשובה בפיתוח אנרגיה גרעינית ופצצה גרעינית.

התכווצות אורך

תוצאה מעניינת נוספת של תורת היחסות המיוחדת היא כיווץ אורך. כיווץ אורך הוא כאשר אובייקטים נראים קצרים יותר ככל שהם נעים מהר יותר ביחס למתבונן. השפעה זו מתרחשת רק כאשר עצמים מגיעים למהירויות גבוהות מאוד.

כדי לתת לך דוגמה כיצד אובייקטים הנעים מהר מאוד נראים קצרים יותר. אם חללית באורך 100 מטר הייתה עפה על ידך במהירות האור של 1/2, נראה שהיא אורכת 87 מטר. אם הוא מיהר במהירות של 0.95 למהירות האור, נראה שהוא אורכו רק 31 מטר. כמובן, כל זה יחסי. לאנשים על סיפון ספינת החלל, נראה שהיא תמיד אורכה 100 מטר.

קרא עוד על אלברט איינשטיין ו תורת היחסות הכללית .