HTML

Egyvilág - Fórum

Ez az Egyvilág című készülő könyvhöz tartozó fórum. Itt lehet nyilvánosan kifejteni és megvitatni a könyvvel kapcsolatos gondolatokat. A könyv részletes bemutatása és a teljes szövegű kézirat a központi oldalon (www.egyvilag.hu) található. Sok fontos és érdekes dologról olvashatsz ott, ha még nem jártál arra, látogasd meg! A kézirat és a véleményezés nyílt, mindenki érdeklődését, hozzászólásait szívesen veszem. (A szerzői joggal kapcsolatos nyilatkozatot és az elérhetőséget is lásd az iménti internet címen.)

A legutóbbi kommentek

  • gmihaly621: @Szalay Miklós: Azért S. atyus nem mondható nacionalistának, ellenkezőleg ! (2017.06.03. 21:21) CEU, Fidesz, baloldal
  • Szalay Miklós: @MaxVal BircaMan HJCD: Ui. Félénk helyett jobban szeretem, ha békülékenynek titulálnak. Valaki olyannak, aki megpróbálja betemetni ezeket a teljesen... (2017.05.27. 22:47) CEU, Fidesz, baloldal
  • Szalay Miklós: @gmihaly621: Mellébeszélésnek azért tűnhet, mert megpróbál elszakadni a végletektől, a kiegyensúlyozott álláspontokat pedig nehezebb elmagyarázni, e... (2017.05.27. 11:02) CEU, Fidesz, baloldal
  • Utolsó 20

Relativitáselmélet

2012.09.06.

(Az alábbi egy rövidített változat, emlékeztetőül. A teljes változatot itt találod, a többi véleményezési lehetőséggel együtt.)

 

(Hozzászólni a szöveg alatt lehet.)

 

1.   A relativitás jelentése

Ehhez a témához érdemes előbb áttekinteni az ‘Anyag, energia, erők’ témát, ami az említett jelenségek alapjait mutatja be.

Jellemző, hogy a minél messzebb kerülünk az emberi léptéktől, a természet jelenségei annál furcsábbak.

Ahogyan látni fogjuk, ez egyaránt igaz a gyorsan mozgó, a nagy tömegű és a nagyon kicsi dolgokra is.

A relativitáselmélet a gyorsan mozgó és nagy tömegű dolgok elmélete.

(Ellentétben a kvantumfizikával, mely a kicsi dolgoké.)

Emberi méretekben és a mindennapi életben tapasztalható sebességek mellett a relativisztikus jelenségek gyakorlatilag nem tapasztalhatóak. Ezért is tartott olyan sokáig, hogy feltűnjenek.

A relativitás elve azt jelenti, hogy adott fizikai törvényszerűség minden neki megfelelő vonatkoztatási rendszerben ugyanúgy fennáll.

A relativitás elve már Einstein előtt ismert volt. Például a newtoni fizikában sem lehet egy ablaktalan vasúti kocsiban eldönteni, hogy az áll vagy egyenletesen mozog – legalábbis a különféle testek mozgásán végzett kísérletekkel nem, mivel ezek törvényei egyformák az ilyen mozgásokra való tekintet nélkül.

Einstein az elvet kiterjesztette egyrészt a fény mozgására, másrészt a gyorsuló és gravitációnak kitett rendszerekre, az alábbiak szerint.

1)    A speciális relativitáselméletben mindennek, beleértve a fényt is, ugyanúgy kell viselkednie minden olyan vonatokozatási rendszerben, melyben nem tapasztalható gyorsulás.

Ide tartoznak a valamihez képest egyenletesen mozgó és álló rendszerek, de a szabadon eső rendszerek is.

2)    Az általános relativitáselméletben mindennek, beleértve a fényt is, ugyanúgy kell viselkednie az olyan vonatkozatási rendszerekben, melyekben azonos, egyenletes gyorsulás tapasztalható.

2.   Speciális relativitáselmélet

2.1. Kiindulópont

A mindennapi világban a sebességek relatívak: ha én biciklivel 20 km/h-val haladok, és egy autó elhúz mellettem 100 km/h-val, akkor én a bicikliről az autót 80 km/h-val látom távolodni.

Eredetileg ugyanezt feltételezték a fényről is, így azt, hogyha a fénnyel azonos irányban haladunk, a fényt kisebb sebességgel látjuk majd távolodni. Furcsa módon viszont azt találták, hogy ez nem így van: akárhogyan is mozogjunk, a fényt a mozgásunk irányában is mindig fénysebességgel látjuk haladni.

Ha viszont a fény sebessége abszolút, az azzal is jár, hogy az egyenletesen mozgó vonatkoztatási rendszerekben a fény sebességének megmérésével sem lehet eldönteni, hogy hogyan mozgunk – a relativitás elve a fényre is vonatkozik tehát. Einstein hajlandó volt ezt elfogadni, ebből született a speciális relativitáselmélet.

2.2. Következmények

1)    A mozgások relativitása

2)    Kívülről nézve a mozgó rendszerekben az idő lelassulni látszik.

Ha a térben mozgunk, az tehát befolyásolja az idő érzékelését. Az idő és a tér így nem független egymástól, ahogyan azt a klasszikus fizika feltételezte. Ezért szokták a kettőt újabban együtt egy összefüggő egységként kezelni, amit téridőnek neveznek.

3)    Kívülről nézve a mozgás irányába eső hosszúságok megrövidülni látszanak.

4)    Az események sorrendjének és egyidejűségének relatív volta

5)    A nyugalmi és relativisztikus tömeg kettőssége

6)    E=mc2

Ez egyenlet azt fejezi ki, hogy az energia (E) és a tömeg (m) átalakíthatók egymásba, egyúttal megadja az átváltási arányt is, ami fénysebesség (c) négyzete.

2.3. Alkalmazások

A speciális relativitáselmélet leglátványosabb gyakorlati alkalmazása a tömegből történő energia-felszabadítás, ami leginkább a nukleáris erőművekben és bombákban nyilvánul meg.

3.   Általános relativitáselmélet

3.1. Kiindulópont

A speciális relativitáselmélet értelmében tehát semmilyen hatás nem lehet gyorsabb a fénynél. A newtoni elméletben azonban a gravitáció hatása azonnali: ha a Nap felrobbanna, a Föld azonnal megszűnne az addigi pályáján keringeni. Az általános relativitáselmélet ennek az ellentmondásnak a feloldását célozta meg.

Az alapvető megfigyelés, ami segített felépíteni a gravitáció új elméletét az volt, hogy egy zárt rendszerben nem lehet megállapítani, hogy a rendszer…

·     Valamilyen erő hatására, mely nem a gravitáció, gyorsul vagy

·     Alá van támasztva és gravitáció hat rá.

Ahogyan azt fentebb, a relativitás elvénél, a rakétás példával szemléltettem. Ezt nevezik az ekvivalencia elvének. Ennek értelmében, gravitációs mezőben mindennek ugyanúgy kell viselkednie, mint a gyorsuló rendszerekben, az utóbbiakban tapasztalható jelenségek az előzőekben is megfigyelhetőek lesznek. Ezért érdemes részletesebben tanulmányozni, mi történik gyorsulás esetén, különösen a fénnyel.

3.2. A gyorsuló és a gravitációnak kitett rendszerek tulajdonságai

1)    A fény hullámhosszának és az idő ütemének megváltozása

2)    A fény és a tér meggörbülése

3)    A gravitáció új értelmezése

Az általános relativitáselmélet szerint gravitációs mezőben a testek úgy mozognak, hogy a saját rendszerükben mért idő maximális legyen, amíg eljutnak a téridő egyik pontjából a másikba.

Egyúttal itt a tömeggel rendelkező dolgok már nem is egymásra hatnak, és a gravitáció nem is erő. Ehelyett a teret (téridőt) görbítik meg, a testek pedig ebben a görbült térben sodródnak magukra hagyva, az imént leírt törvény szerint: a tömeg meghatározza a tér alakját, a tér pedig a tömeg mozogását. Az új értelmezés megoldja a gravitáció azonnaliságának problémáját is, ugyanis az elmélet szerint a görbület már korlátozott sebességgel, a fény sebességével terjed.

3.3. Alkalmazások

Az általános relativitáselméletnek a mindennapi életet talán leginkább érintő alkalmazása a GPS készülékekkel kapcsolatos. Ezek helyes működése ugyanis a Föld körül keringő műholdakon elhelyezett atomórák pontosságán alapul. Ezek az órák pedig magasan vannak, emiatt az elhangzottak értelmében a felszínről nézve gyorsabban járnak, amit megfelelően korrigálni kell.

Szólj hozzá!

A bejegyzés trackback címe:

http://egyvilag.blog.hu/api/trackback/id/tr814758685

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nincsenek hozzászólások.