Lorentzi tegur

Lorentzi tegur on tegur, mille võrra aeg, pikkus ja mass muutuvad valguse kiirusele lähedase kiirusega (relativistlikul kiirusel) liikuva objekti puhul.

Võrrand on:

γ = 1 1 - ( v c ) 2 {\displaystyle \gamma ={\frac {1}{\sqrt {1-({\frac {v}{c})^{2}}}}} $\gamma ={\frac {1}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}$

kus v on objekti kiirus ja c on valguse kiirus. Suurust (v/c) tähistatakse sageli β \displaystyle \beta} $\beta$ (beeta) ja seega saab ülaltoodud võrrandit ümber kirjutada:

Klassikaline relatiivsusteooria

Klassikaline relatiivsusteooria on idee, et kui sa viskad palli kiirusega 50 mph ja jooksed samal ajal kiirusega 5 mph, siis liigub pall 55 mph. Loomulikult liigub pall ikkagi 50 mph, nii et kui teilt küsitakse, siis te nägite, et pall liigub 50 mph. Samal ajal nägi teie sõber Rory, et te juhtusite jooksma kiirusega 5 mph. Ta ütleks, et pall liikus 55 mph. Teil mõlemal on õigus, te lihtsalt juhtusite koos palliga liikuma.

Valguse kiirus c on 670,616,629 mph. Seega, kui sa oled autos, mis sõidab poole valguse kiirusega (0,5c) ja sa lülitad oma esituled sisse, siis valgus liigub sinust eemale 1 c... või on see 1,5 c? Lõppkokkuvõttes on c ikkagi c. Järgmises osas selgitatakse, miks see ei ole c - 0,5c.

Aja laienemine

Kui kell on liikumises, tiksub ta aeglasemalt pisikese teguri γ võrra. $\gamma$ . Kuulus kaksikparadoks ütleb, et kui oleks kaks kaksikut ja kaksik A jääks Maale, samal ajal kui kaksik B reisiks paar aastat c lähedal, siis kui kaksik B jõuab tagasi Maale, oleks ta mitu aastat noorem kui kaksik A (sest ta koges vähem aega). Näiteks kui kaksik B lahkus 20-aastaselt ja rändas 10 aastat 0,9c juures, siis kui ta tagasi Maale jõuab, oleks kaksik B 30-aastane (20 aastat + 10 aastat) ja kaksik A oleks peaaegu 43-aastane:

20 + ( 10 ∗ 1 1 - . 9 2 ) = 42.9416 {\displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42.9416} $20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42.9416$

Kaksik B ei märganud, et aeg oleks üldse aeglustunud. Kui ta vaataks aknast välja, näeks ta, et universum liigub temast mööda ja seega aeglasemalt (mäletage, tema jaoks on ta puhkeseisundis). Seega on aeg suhteline.

Pikkuse kokkutõmbumine

Relativistlikul kiirusel liikudes muutuvad asjad liikumissuunas lühemaks. Kaksiku B reisi ajal märkab ta universumis midagi kummalist. Ta märkas, et see lühenes (tõmbus kokku tema liikumise suunas). Ja tegur, mille võrra asjad lühenevad, on γ \displaystyle \gamma}. $\gamma$ .

Relativistlik mass

Relativistlik mass suureneb samuti. See muudab neid raskemini lükatavaks. Nii et kui te jõuate 0,9999c-ni, on vaja väga suurt jõudu, et teid kiiremini liikuma panna. See muudab võimatuks, et miski jõuaks valguse kiirusele.

Siiski, kui te liigute veidi aeglasemalt, näiteks 90% valguse kiirusest, kasvab teie mass ainult 2,3 korda. Seega, kuigi valguse kiiruse saavutamine võib olla võimatu, on siiski võimalik sellele läheneda - kui teil on piisavalt kütust.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Lorentzi tegur?

V: Lorentzi tegur on tegur, mille võrra muutuvad aeg, pikkus ja mass relativistlikul kiirusel (valguse kiiruse lähedal) liikuva objekti puhul.

K: Kelle järgi see on nime saanud?

V: Lorentzi tegur on nime saanud Hollandi füüsiku Hendrik Lorentzi järgi.

K: Milline võrrand kirjeldab Lorentzi tegurit?

V: Lorentzi teguri võrrand on gamma = 1/(sqrt(1-(v/c)^2)), kus v on objekti kiirus ja c on valguse kiirus.

K: Mida tähistab selles võrrandis (v/c)?

V: Selles võrrandis tähistab (v/c) beetat (beeta) ehk objekti kiiruse ja valguse kiiruse suhet.

K: Kuidas saame selle võrrandi ümber kirjutada?

V: Me võime selle võrrandi ümber kirjutada järgmiselt: gamma = 1/(sqrt(1-beta^2)).