Tidsvidgning vs längdsammandragning
Längdkontraktion och tidsutvidgning är två viktiga effekter av relativitetsteorin. Dessa effekter är oerhört värdefulla för att beskriva några av de mest komplicerade fenomen som man stött på. Den här artikeln kommer att försöka förklara hur lång kontraktion och tidsutvidgning är, och skillnaden mellan dem.
Vad är längdkontraktion?
Längdkontraktion är ett begrepp som diskuteras under relativitetsteorin. Detta kan förklaras med hjälp av den speciella relativitetsteorin för att underlätta förståelsen. För att förstå längden sammandragning och tidsutvidgning måste eleverna ha bakgrundskunskaper i den speciella relativitetsteorin. Den speciella relativitetsteorin behandlar bara tröghetsramarna. Även om vi inte ens kan förstå den speciella relativitetsteorin i några få förklaringsrader, finns det några användbara begrepp som kan vara till hjälp för att beskriva längdkontraktionen och tidsutvidgningen. Grunden för speciell relativitet är att inga föremål som rör sig i tröghetsramar kan ha relativa hastigheter större än ljusets hastighet. Termen γ, som är lika med kvadratroten av 1/ (1-V2/C2), tenderar till oändligheten när V tenderar att C, och tenderar till 1 när V är extremt liten jämfört med C. Detta är en mycket betydelsefull term i speciell relativitetsteori. Längdkontraktionen uppstår från Lorentz-transformationsekvationerna. Den korrekta längden på ett objekt är längden mätt i en ram, som fortfarande är i förhållande till objektet. Den felaktiga längden är längden, som mäts från en ram, som objektet rör sig med en relativ hastighet av V. I den speciella relativitetsteorin är den felaktiga längden alltid mindre än eller lika med den korrekta längden. Relationen mellan dessa två ges av felaktig längd=rätt längd /γ. När den relativa hastigheten är försumbar jämfört med ljusets hastighet, tenderar γ till 1 och den korrekta och den felaktiga längden blir samma.
Vad är tidsutvidgning?
Rätt tid definieras som den tid som mäts av en observatör som inte rör sig i förhållande till händelsen. Den felaktiga tiden är den tid som mäts av en observatör som rör sig med relativ hastighet V från eller till händelsen. Med hjälp av Lorentz-transformationsekvationerna kan det visas att tiden som mäts i händelseramen alltid är mindre än eller lika med tiden som mäts av den rörliga ramen. Därigenom är den korrekta tiden mindre än eller lika med den felaktiga tiden. Förhållandet mellan den korrekta tiden och den felaktiga tiden ges av felaktigt tidsintervall=γkorrekt tidsintervall. Eftersom γ tenderar till 1 när hastigheten är försumbar med avseende på C, övergår förhållandet till det klassiska sambandet.
Vad är skillnaden mellan tidsdilatation och längdkontraktion?
• Tidsdilatation är en expansion av tiden mätt från den rörliga ramen, men längdkontraktionen är en sammandragning av längden.
• Termen γ ansluter linjärt till tidsformeln men ansluter omvänt till längdformeln.
