Klassieke fisika is van mening dat enige waarnemer, ongeag die ligging, dieselfde resultate sal ontvang in hul metings van tyd en omvang. Die relatiwiteitsbeginsel bepaal dat waarnemers verskillende resultate kan kry, en sulke vervormings word "relativistiese effekte" genoem. Wanneer die spoed van lig nader, skuif Newtoniaanse fisika opsy.
Spoed van lig
Wetenskaplike A. Michelson, wat die spoed van lig in 1881 gemeet het, het besef dat hierdie resultate nie sou afhang van die spoed waarteen die stralingsbron beweeg nie. Saam met E. V. Morley Michelson het in 1887 nog 'n eksperiment uitgevoer, waarna dit vir die hele wêreld duidelik geword het: maak nie saak in watter rigting die meting geneem word nie, die spoed van lig is oral en altyd dieselfde. Die resultate van hierdie studies was in stryd met die idees van fisika van daardie tyd, want as lig in 'n sekere medium (eter) beweeg, en die planeet beweeg in dieselfde medium, kan metings in verskillende rigtings nie dieselfde wees nie.
Later het die Franse wiskundige, fisikus en sterrekundige Jules Henri Poincaré een van die grondleggers van die relatiwiteitsteorie geword. Hy het die Lorentz-teorie ontwikkel, waarvolgens die bestaandedie eter is roerloos, dus hang die spoed van lig relatief daartoe nie af van die spoed van die bron nie. In bewegende verwysingsraamwerke word Lorentz-transformasies uitgevoer, en nie Galilese nie (die Galilese transformasies wat tot dan in Newtonse meganika aanvaar is). Van nou af het Galilese transformasies 'n spesiale geval van Lorentz-transformasies geword, wanneer daar na 'n ander traagheidsverwysingsraamwerk beweeg word teen 'n lae (in vergelyking met die spoed van lig) spoed.
Ether-afskaffing
Die relativistiese effek van lengtesametrekking, ook genoem die Lorentz-sametrekking, is dat voorwerpe wat relatief tot hom beweeg, vir die waarnemer 'n korter lengte sal hê.
Albert Einstein het 'n beduidende bydrae tot die relatiwiteitsteorie gelewer. Hy het so 'n term soos "eter", wat tot op daardie tydstip aanwesig was in die redenasie en berekeninge van alle fisici heeltemal afgeskaf, en hy het alle konsepte van die eienskappe van ruimte en tyd na kinematika oorgedra.
Na die publikasie van Einstein se werk het Poincaré nie net opgehou om wetenskaplike referate oor hierdie onderwerp te skryf nie, maar ook nie die naam van sy kollega in enige van sy werke genoem nie, behalwe vir die enigste geval van verwysing na die teorie van die foto-elektriese effek. Poincare het voortgegaan om die eienskappe van die eter te bespreek en enige publikasies van Einstein kategories te ontken, hoewel hy terselfdertyd die grootste wetenskaplike met respek behandel het en hom selfs 'n briljante getuigskrif gegee het toe die administrasie van die Hoër Politegniese Skool in Zürich Einstein wou nooi. om 'n professor by die opvoedkundige instelling te word.
Relatiwiteit
Selfs baie van diegene wat heeltemal in stryd is met fisika en wiskunde, ten minste in algemene terme, wat die relatiwiteitsteorie is, want dit is miskien die bekendste van wetenskaplike teorieë. Die postulate daarvan vernietig gewone idees oor tyd en ruimte, en alhoewel alle skoolkinders die relatiwiteitsteorie bestudeer, is dit nie genoeg om net die formules te ken om dit in sy geheel te verstaan nie.
Die effek van tydverwydering is getoets in 'n eksperiment met 'n supersoniese vliegtuig. Die presiese atoomhorlosies aan boord het met 'n breukdeel van 'n sekonde begin agter raak nadat hulle teruggekeer het. As daar twee waarnemers is, waarvan een stilstaan, en die tweede beweeg teen 'n spoed relatief tot die eerste, sal die tyd vir die waarnemer wat stilstaan vinniger gaan, en vir die bewegende voorwerp sal die minuut 'n bietjie duur langer. As die bewegende waarnemer egter besluit om terug te gaan en die tyd na te gaan, sal dit blyk dat sy horlosie 'n bietjie minder as die eerste wys. Dit wil sê, nadat hy 'n baie groter afstand op die skaal van ruimte afgelê het, het hy minder tyd "gelewe" terwyl hy beweeg het.
Relativistiese effekte in die lewe
Baie glo dat relativistiese effekte slegs waargeneem kan word wanneer die spoed van lig bereik word of dit nader, en dit is waar, maar jy kan dit waarneem nie net deur jou ruimteskip te versprei nie. Op die bladsye van die wetenskaplike tydskrif Physical Review Letters kan jy lees oor die teoretiese werk van die Sweedsewetenskaplikes. Hulle het geskryf dat relativistiese effekte selfs in 'n eenvoudige motorbattery teenwoordig is. Die proses is moontlik as gevolg van die vinnige beweging van elektrone van loodatome (terloops, hulle is die oorsaak van die meeste van die spanning in die terminale). Dit verklaar ook hoekom, ten spyte van die ooreenkomste tussen lood en tin, blik-gebaseerde batterye nie werk nie.
Fancy Metals
Die spoed van rotasie van elektrone in atome is redelik laag, so die relatiwiteitsteorie werk eenvoudig nie, maar daar is 'n paar uitsonderings. As jy al hoe verder langs die periodieke tabel beweeg, word dit duidelik dat daar heelwat elemente swaarder as lood daarin is. 'n Groot massa kerne word gebalanseer deur die spoed van elektrone te verhoog, en dit kan selfs die spoed van lig nader.
As ons hierdie aspek van die kant van die relatiwiteitsteorie beskou, word dit duidelik dat elektrone in hierdie geval 'n groot massa moet hê. Dit is die enigste manier om die hoekmomentum te behou, maar die orbitaal sal langs die radius krimp, en dit word wel waargeneem in swaarmetaalatome, maar die orbitale van "stadige" elektrone verander nie. Hierdie relativistiese effek word waargeneem in die atome van sommige metale in s-orbitale, wat 'n reëlmatige, sferies simmetriese vorm het. Daar word geglo dat dit as gevolg van die relatiwiteitsteorie is dat kwik 'n vloeibare toestand van aggregasie by kamertemperatuur het.
Ruimtereis
Voorwerpe in die ruimte is van mekaaroor groot afstande, en selfs wanneer dit teen die spoed van lig beweeg, sal dit baie lank neem om dit te oorkom. Byvoorbeeld, om Alpha Centauri, die naaste ster aan ons, te bereik, sal 'n ruimtetuig met die spoed van lig vier jaar neem, en om ons naburige sterrestelsel, die Groot Magellaanse Wolk, te bereik, sal dit 160 000 jaar neem.
Dit is steeds moontlik om na Alpha Centauri en terug te vlieg, want dit sal net agt jaar neem, en vir die inwoners van die skip, wat die effek van tydverwyding voel, sal hierdie tydperk baie minder wees, maar as hulle terugkeer van 'n reis na 'n naburige sterrestelsel, sal ruimtevaarders vind dat in hul geboorteland driehonderd-en-twintigduisend jaar op die planeet verbygegaan het, en die menslike beskawing het dalk lank gelede opgehou om te bestaan. Dus laat relativistiese effekte mense toe om deur tyd te reis. Dit word beskou as een van die hoofprobleme van ruimteverkenning, want wat is die punt daarvan om die buitenste ruimte te verower as daar geen manier is om terug te keer nie?
Ander aktiwiteite
Benewens die bekende tydsverwyding, is daar ook die relativistiese Doppler-effek, waarvolgens, as die bron van golwe begin beweeg, die golwe wat na hierdie beweging voortplant, deur die waarnemer as "saamgepers" beskou sal word., en na die verwydering van die golflengte sal verhoog word.
Hierdie verskynsel is tipies vir enige golwe, so dit kan waargeneem word in die voorbeeld van klank in die alledaagse lewe. Die vermindering van 'n klankgolf word deur die menslike oor as 'n toename in toon waargeneem. Dus,wanneer die sein van 'n trein of kar van ver af gehoor word, is dit laer, en as die trein by die waarnemer verbygaan, terwyl hy 'n geluid maak, dan sal sy hoogte hoër wees op die oomblik van nadering, maar sodra die voorwerpe gelyk word en die trein begin wegbeweeg, sal die toon skerp laer word en verder sal voortgaan op laer note.
Hierdie relativistiese effekte is te wyte aan die klassieke analoog van die verandering in frekwensie wanneer die ontvanger en bron beweeg, sowel as relativistiese tydverwydering.
Oor magnetisme
Moderne fisici bespreek onder andere toenemend die magnetiese veld as 'n relativistiese effek. Volgens hierdie interpretasie is die magnetiese veld nie 'n onafhanklike fisiese materiële entiteit nie, dit is nie eers een van die manifestasies van die elektromagnetiese veld nie. Die magnetiese veld uit die oogpunt van die relatiwiteitsteorie is net 'n proses wat in die ruimte rondom puntladings plaasvind as gevolg van die oordrag van 'n elektriese veld.
Voorstanders van hierdie teorie glo dat as C (die spoed van lig in vakuum) oneindig was, dan sou die voortplanting van interaksies in spoed ook onbeperk wees, en as gevolg daarvan kon geen manifestasies van magnetisme ontstaan nie.
