نظریه نسبیت

نظریه نسبیت

نظریه نسبیت یک موضوع بسیار پیچیده و دشوار برای درک است. ما فقط در اینجا اصول اولیه تئوری را بحث خواهیم کرد.

نظریه نسبیت در واقع دو نظریه است که آلبرت انیشتین در اوایل دهه 1900 آمد. یکی را نسبیت «ویژه» و دیگری را نسبیت «عام» می نامند. ما در اینجا بیشتر در مورد نسبیت خاص صحبت خواهیم کرد.

شما می توانید در مورد دو جنبه بسیار مهم نظریه نسبیت در این صفحه اطلاعات بیشتری کسب کنید سرعت نور و اتساع زمان .

نسبیت خاص

دو ایده اصلی وجود دارد که نظریه نسبیت خاص انیشتین را تشکیل می دهد.

1. اصل نسبیت: قوانین فیزیک برای هر چارچوب مرجع اینرسی یکسان است.

2. اصل سرعت نور: سرعت نور در خلا برای همه ناظران یکسان است ، صرف نظر از حرکت نسبی آنها یا حرکت منبع نور.

منظور از 'نسبی' چیست؟

اولین اصل ذکر شده در بالا بسیار گیج کننده است. این یعنی چی؟ خوب ، قبل از آلبرت انیشتین ، دانشمندان تصور می کردند که همه حرکت در برابر نقطه مرجعی به نام 'اتر' اتفاق افتاده است. انیشتین ادعا کرد که اتر وجود ندارد. او گفت که تمام حرکت 'نسبی' است. این بدان معنی است که اندازه گیری حرکت به سرعت و موقعیت نسبی مشاهده گر بستگی دارد.

یک مثال نسبی

یک مثال از نسبیت تصور این است که دو نفر در قطار پینگ پنگ بازی می کنند. قطار در حدود 30 متر بر ثانیه در شمال حرکت می کند. هنگامی که توپ بین دو بازیکن به عقب و جلو برخورد می کند ، توپ برای بازیکنان به نظر می رسد تا با سرعت حدود 2 متر بر ثانیه به سمت شمال و سپس با سرعت 2 متر بر ثانیه به سمت جنوب حرکت کنند.

حال تصور کنید شخصی در کنار ریل های راه آهن ایستاده و بازی پینگ پنگ را تماشا می کند. هنگامی که توپ در حال حرکت به سمت شمال است ، به نظر می رسد با سرعت 32 متر بر ثانیه (30 متر در ثانیه به اضافه 2 متر در ثانیه) حرکت می کند. هنگامی که توپ در جهت دیگر قرار گرفت ، به نظر می رسد که هنوز به سمت شمال حرکت می کند ، اما با سرعت 28 متر بر ثانیه (30 متر بر ثانیه منهای 2 متر بر ثانیه). برای ناظر کنار قطار ، توپ همیشه به نظر می رسد که به سمت شمال حرکت می کند.

نتیجه این است که سرعت توپ به موقعیت 'نسبی' ناظر بستگی دارد. برای افراد در قطار نسبت به شخصی که در کنار خطوط راه آهن قرار دارد متفاوت خواهد بود.

E = mcدو

یکی از نتایج نظریه نسبیت خاص ، معادله معروف انیشتین E = mc استدو. در این فرمول E انرژی است ، m جرم است و c سرعت ثابت نور است.

یک نتیجه جالب این معادله این است که انرژی و جرم ارتباط دارند. هرگونه تغییر در انرژی جسم نیز با تغییر در جرم همراه است. این مفهوم در تولید انرژی هسته ای و بمب هسته ای مهم شد.

انقباض طول

نتیجه جالب توجه دیگر از نسبیت خاص ، انقباض طول است. انقباض طول زمانی است که اجسام نسبت به ناظر سریعتر حرکت می کنند. این اثر فقط زمانی اتفاق می افتد که اجسام به سرعت بسیار بالایی می رسند.

برای شما مثالی از اینکه چگونه اجسام خیلی سریع حرکت می کنند کوتاه تر است. اگر یک سفینه فضایی به طول 100 فوت با سرعت 1/2 سرعت نور توسط شما پرواز می کرد ، به نظر می رسد که طول آن 87 فوت است. اگر سرعت آن تا 95/0 افزایش یابد ، فقط 31 فوت طول دارد. البته همه اینها نسبی است. برای افرادی که در کشتی فضایی هستند همیشه طول آن 100 فوت به نظر می رسد.

بیشتر بخوانید درباره آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت عام .