Ce este teoria relativității?

Cine nu-l cunoaște pe Albert Einstein? Este un fizician din Germania, renumit pentru descoperirile sale. Einstein a primit și Premiul Nobel pentru fizică. Una dintre cele mai faimoase teorii ale sale este teoria relativității.

Einstein a publicat această idee în două etape. Mai întâi a publicat teoria specială a relativității în 1905. Zece ani mai târziu, apoi a fost publicată teoria generală a relativității. Această teorie a devenit una dintre liniile directoare pentru alți oameni de știință în dezvoltarea bombei atomice, deși Einstein nu a crezut niciodată că teoria sa ar putea fi folosită ca armă.

Dar, care este conținutul teoriei relativității? Cum se aplică în lumea reală, astfel încât să poată fi folosită ca o bombă nucleară? Să discutăm împreună în acest articol.

Teoria specială a relativității

Prima teorie a relativității speciale a lui Einstein avea două postulate sau concepte: în primul rând, legile fizicii se aplică oricărui obiect din toate cadrele de referință care se mișcă cu o viteză constantă (inerție) față de celelalte. Adică, forma unei ecuații fizice va fi întotdeauna aceeași, chiar dacă este observată într-o stare în mișcare.

Al doilea concept afirmă că viteza luminii în vid este întotdeauna aceeași pentru toți observatorii și nu depinde de mișcarea sursei de lumină sau a observatorului (cu viteza luminii c = 3 × 108 m / s).

(Citește și: 7 oameni de știință din lume care primesc recunoaștere mondială)

Pe baza acestor două postulate, Einstein a spus că niciun obiect cu masă nu poate călători sau egal viteza luminii. Teoria relativității provoacă schimbări în percepțiile lucrurilor pe care le experimentăm în fiecare zi, cum ar fi relativitatea vitezei, expansiunea timpului, contracțiile Lorentz și relativitatea masei și energiei.

1. Relativitatea vitezei

Dacă există un avion (referință O ') care se mișcă la viteza v față de pământ (referință O) și avionul eliberează o bombă (obiect) la o anumită viteză, viteza bombei nu este aceeași cu cea văzută de oameni pe Pământ și oamenii din avion. Viteza relativă are următoarea ecuație.

Formula vitezei relative

vx = viteza obiectului în raport cu observatorul în repaus (m / s)

v'x = viteza obiectului în raport cu mișcarea observatorului (m / s)

v = viteza de deplasare a observatorului (O ') față de observatorul în repaus (O)

c = viteza luminii (3 × 108 m / s)

2. Extinderea timpului

Expansiunea sau dilatarea timpului este diferența dintre intervalul de timp observat de observatorul în repaus și intervalul de timp observat de observatorul care se deplasează cu viteza v. Extinderea timpului poate fi formulată după cum urmează.

formula de expansiune a timpului

Δt = intervalul de timp observat de observatorul care se mișcă la viteza v

Δt0 = intervalul de timp observat de observator este încă

v = viteza observatorului

3. Contracții Lorentz

Conform teoriei relativității, spațiul și timpul nu sunt constante. Prin urmare, un obiect cu lungimea L0 va fi observat la fel de mare ca L de un observator care se deplasează paralel cu acesta cu viteza v. Cu cât viteza observatorului este mai mare, cu atât obiectul va apărea mai scurt din lungimea sa inițială. Contracțiile Lorentz pot fi formulate după cum urmează.

Contracții Lorentz

L = lungimea obiectului observat de observatorul care se mișcă la viteza v

L0 = lungimea obiectului observat de observator în repaus

v = viteza observatorului

4. Relativitatea masei și a energiei

La fel ca spațiul și timpul, masa obiectului observată de observatorul în repaus va fi diferită de masa obiectului observată de observatorul care se deplasează cu viteza v.

relativitatea masei și a energiei

m = masa obiectului observată de observatorul care se deplasează cu viteza v

m0 = masa obiectului observată de observator în repaus

v = viteza observatorului

În mecanica relativistă, energia unui obiect are masa m0 (repaus) cu viteza v poate fi formulat după cum urmează.

energie mo

Energia totală a unui obiect cu masă poate fi obținută prin următoarea formulă.

E = E0 + Ek , unde E0 este energia de repaus (E = m0c2)

Pe baza descrierii de mai sus, obiectele care au masa m au energia de:

E = mc2

Această ecuație este una dintre cele mai cunoscute formule până în prezent. Această formulă este, de asemenea, baza dezvoltării bombei nucleare, deoarece se presupune că masa este o formă concentrată de energie, astfel încât aceasta să își poată schimba forma, în special cu o reacție în lanț nuclear.

Teoria generală a relativității

Teoria generală a relativității este legată de teoria gravitației a lui Newton. Newton a spus că gravitația este o forță invizibilă care atrage obiecte unul către celălalt. Dar prin teoria sa, Einstein a susținut că gravitația este curbura spațiu-timp cauzată de masa unui obiect. Această curbură afectează timpul: cu cât gravitația este mai mare, cu atât timpul va fi mai lent în curbura spațiului-timp.

Postări recente