Tidsudvidelse vs længdekontraktion
Længdekontraktion og tidsudvidelse er to vigtige effekter af relativitetsteorien. Disse effekter er yderst værdifulde til at beskrive nogle af de mest komplicerede fænomener, man støder på. Denne artikel vil forsøge at forklare, hvad længdekontraktion og tidsudvidelse er, og forskellen mellem dem.
Hvad er længdekontraktion?
Længdekontraktion er et begreb diskuteret under relativitetsteorien. Dette kan forklares ved hjælp af den særlige relativitetsteori for nem forståelse. For at forstå længdekontraktionen og tidsudvidelsen skal de studerende have baggrundsviden i den særlige relativitetsteori. Den særlige relativitetsteori handler kun om inerti-rammerne. Selvom vi ikke engang fjernt kan forstå den specielle relativitetsteori i nogle få forklaringslinjer, er der nogle nyttige begreber, der kan være nyttige til at beskrive længdekontraktionen og tidsudvidelsen. Grundlæggende ved særlig relativitet er, at ingen objekter, der bevæger sig i inerti-rammer, kan have relative hastigheder større end lysets hastighed. Udtrykket γ, som er lig med kvadratroden af 1 / (1-V 2 / C 2), har en tendens til uendelig, når V har en tendens til C, og har en tendens til 1, når V er ekstremt lille sammenlignet med C. Dette er et meget betydningsfuldt udtryk i særlig relativitet. Længdekontraktionen stammer fra Lorentz-transformationsligningerne. Den korrekte længde på et objekt er længden målt i en ramme, hvilket stadig er i forhold til objektet. Den ukorrekte længde er længden, der måles ud fra en ramme, som objektet bevæger sig med en relativ hastighed på V. I den specielle relativitetsteori er den ukorrekte længde altid mindre end eller lig med den korrekte længde. Forholdet mellem disse to er givet ved forkert længde = korrekt længde / γ. Når den relative hastighed er ubetydelig sammenlignet med lysets hastighed, har γ tendens til 1, og de rette og de ukorrekte længder bliver de samme.
Hvad er tidsudvidelse?
Den korrekte tid defineres som tiden målt af en observatør, der ikke bevæger sig i forhold til begivenheden. Den ukorrekte tid er den tid, der måles af en observatør, der bevæger sig med relativ hastighed V fra eller til begivenheden. Ved hjælp af Lorentz-transformationsligningerne kan det vises, at tiden målt i begivenhedsrammen altid er mindre end eller lig med den tid, der måles af den bevægelige ramme. Derved er den rette tid mindre end eller lig med den forkert tid. Forholdet mellem det korrekte tidspunkt og den ukorrekte tid er givet ved forkert tidsinterval = γ * korrekt tidsinterval. Da γ har tendens til 1, når hastigheden er ubetydelig med hensyn til C, drejer forholdet sig til det klassiske forhold.
Hvad er forskellen mellem tidsudvidelse og længdekontraktion?
• Tidsudvidelse er en udvidelse af tiden målt fra den bevægelige ramme, men længdekontraktionen er en sammentrækning af længden.
• Udtrykket γ forbinder lineært med tidsformlen, men forbinder omvendt med længdeformlen.
