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Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie

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Das Verhalten von Teilchen bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit unterscheidet sich von dem, was wir aus der klassischen Mechanik kennen. Deshalb müssen wir die Grundlagen der sogenannten speziellen Relativitätstheorie einführen, die Einstein zu Beginn des letzten Jahrhunderts formuliert hat.

>Modell

ID:(1590, 0)



Distanzkontraktion

Zitat

ID:(11785, 0)



Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie

Beschreibung

Das Verhalten von Teilchen bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit unterscheidet sich von dem, was wir aus der klassischen Mechanik kennen. Deshalb müssen wir die Grundlagen der sogenannten speziellen Relativitätstheorie einführen, die Einstein zu Beginn des letzten Jahrhunderts formuliert hat.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$L_v$
L_v
Lange auf einem beweglichen System
m
$c$
c
Lichtgeschwindigkeit
m/s
$\gamma$
gamma
Lorentz-Faktor
-
$L_0$
L_0
Länge in einem System in Ruhe
m
$d$
d
Länge senkrecht zur Bewegungsrichtung
s
$v$
v
Partikelgeschwindigkeit
m/s
$\Delta t_v$
Dt_v
Verstrichene Zeit auf einem beweglichen System
s
$\Delta t_0$
Dt_0
Verstrichene Zeit auf einem ruhenden System
s

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen


Beispiele

Betrachten wir ein System A, das sich horizontal mit einer Geschwindigkeit von $v$ bewegt, in dem sich ein Instrument befindet, das Licht vertikal aussendet. Dieses Licht wird nach der Reflexion an einem Spiegel zur Lichtquelle zur ckkehrt:

(ID 11777)

F r System A ist die Zeit, um die Strecke $d$ zur ckzulegen, unabh ngig davon, ob System A mit konstanter Geschwindigkeit $v$ in Bewegung ist, gleich $\Delta t_0$:

Dies liegt daran, dass das Konzept der Bewegung relativ ist und immer auf eine Geschwindigkeit bezogen werden sollte, die sich auf ein bestimmtes System bezieht. In diesem Fall beobachtet System B System A und behauptet, dass A sich mit einer Geschwindigkeit von $v$ bewegt. Allerdings k nnte man genauso gut aus der Perspektive von A behaupten, dass A ruht und dass es tats chlich System B ist, das sich mit einer Geschwindigkeit von $-v$ bewegt.

(ID 11779)

Wenn es aus einem System B betrachtet wird, das sich im Vergleich zum System A im Ruhezustand befindet, wird die Zeit als $\Delta t_v$ gesch tzt:

Aus der Sicht von B umfasst der Weg, den das Photon zur cklegt, nicht nur die vertikale Strecke $d$, sondern auch einen zus tzlichen horizontalen Weg von $v \Delta t_v$.

(ID 11780)

Die Zeitdilatation, zusammen mit der Bedingung, dass in allen Systemen die Lichtgeschwindigkeit konstant bleibt, f hrt zur Notwendigkeit einer L ngenkontraktion.

(ID 11785)


ID:(1590, 0)