Wer kennt Albert Einstein nicht? Er ist ein Physiker aus Deutschland, der für seine Erkenntnisse bekannt ist. Einstein erhielt auch den Nobelpreis für Physik. Eine seiner bekanntesten Theorien ist die Relativitätstheorie.
Einstein veröffentlichte diese Idee in zwei Schritten. Zuerst veröffentlichte er 1905 die spezielle Relativitätstheorie. Zehn Jahre später wurde dann die allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht. Diese Theorie wurde zu einer der Richtlinien für andere Wissenschaftler bei der Entwicklung der Atombombe, obwohl Einstein nie gedacht hätte, dass seine Theorie als Waffe verwendet werden könnte.
Aber was ist der Inhalt der Relativitätstheorie? Wie wird es in der realen Welt angewendet, damit es als Atombombe eingesetzt werden kann? Lassen Sie uns in diesem Artikel gemeinsam diskutieren.
Spezielle Relativitätstheorie
Einsteins erste Relativitätstheorie hatte zwei Postulate oder Konzepte: Erstens gelten die Gesetze der Physik für jedes Objekt in allen Bezugssystemen, das sich mit einer konstanten Geschwindigkeit (Trägheit) gegen die anderen bewegt. Das heißt, die Form einer physikalischen Gleichung ist immer dieselbe, obwohl sie in einem sich bewegenden Zustand beobachtet wird.
Das zweite Konzept besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum für alle Beobachter immer gleich ist und nicht von der Bewegung der Lichtquelle oder des Beobachters abhängt (mit der Lichtgeschwindigkeit c = 3 × 108 m / s).
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Basierend auf diesen beiden Postulaten sagte Einstein, dass kein Objekt mit Masse sich bewegen oder der Lichtgeschwindigkeit entsprechen kann. Die Relativitätstheorie bewirkt Veränderungen in der Wahrnehmung von Dingen, die wir jeden Tag erleben, wie z. B. Relativität der Geschwindigkeit, Ausdehnung der Zeit, Lorentz-Kontraktionen und Relativität von Masse und Energie.
1. Relativität der Geschwindigkeit
Wenn sich eine Ebene (Referenz O ') mit der Geschwindigkeit v in Bezug auf die Erde bewegt (Referenz O) und die Ebene eine Bombe (Objekt) mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgibt, ist die Geschwindigkeit der Bombe nicht dieselbe wie von Menschen gesehen auf der Erde und Menschen im Flugzeug. Die Relativgeschwindigkeit hat die folgende Gleichung.
vx = Geschwindigkeit des Objekts relativ zum ruhenden Beobachter (m / s)
v'x = Geschwindigkeit des Objekts relativ zur Bewegung des Beobachters (m / s)
v = die Geschwindigkeit des Beobachters, der sich (O ') relativ zum ruhenden Beobachter bewegt (O)
c = Lichtgeschwindigkeit (3 × 108 m / s)
2. Erweiterung der Zeit
Die Zeitausdehnung oder -erweiterung ist die Differenz zwischen dem Zeitintervall, das der Beobachter in Ruhe beobachtet, und dem Zeitintervall, das der Beobachter beobachtet, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt. Die Erweiterung der Zeit kann wie folgt formuliert werden.
Δt = das Zeitintervall, das der Beobachter beobachtet, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt
Δt0 = das vom Beobachter beobachtete Zeitintervall ist still
v = Beobachtergeschwindigkeit
3. Lorentz-Kontraktionen
Nach der Relativitätstheorie sind Raum und Zeit nicht konstant. Daher wird ein Objekt mit der Länge L0 von einem Beobachter, der sich mit der Geschwindigkeit v parallel dazu bewegt, so groß wie L beobachtet. Je schneller der Betrachter ist, desto kürzer erscheint das Objekt von seiner ursprünglichen Länge. Lorentz-Kontraktionen können wie folgt formuliert werden.
L = die Länge des Objekts, das vom Beobachter beobachtet wird, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt
L0 = die Länge des Objekts, das der Beobachter in Ruhe beobachtet
v = Beobachtergeschwindigkeit
4. Relativität von Masse und Energie
Genau wie Raum und Zeit unterscheidet sich die Masse des vom ruhenden Beobachter beobachteten Objekts von der Masse des vom Beobachter beobachteten Objekts, das sich mit der Geschwindigkeit v bewegt.
m = Masse des Objekts, das vom Beobachter beobachtet wird, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt
m0 = Masse des vom Betrachter in Ruhe beobachteten Objekts
v = Beobachtergeschwindigkeit
In der relativistischen Mechanik hat die Energie eines Objekts die Masse m0 (Rest) mit der Geschwindigkeit v kann wie folgt formuliert werden.
Die Gesamtenergie eines Objekts mit Masse kann durch die folgende Formel erhalten werden.
E = E.0 + E.k , wo E.0 ist Ruheenergie (E = m0c2)
Basierend auf der obigen Beschreibung haben Objekte mit der Masse m die Energie von:
E = mc2
Diese Gleichung ist eine der bekanntesten Formeln bis heute. Diese Formel ist auch die Grundlage für die Entwicklung der Atombombe, da angenommen wird, dass Masse eine konzentrierte Energieform ist, so dass sie insbesondere bei einer nuklearen Kettenreaktion ihre Form ändern kann.
Allgemeine Relativitätstheorie
Die allgemeine Relativitätstheorie ist mit Newtons Gravitationstheorie verwandt. Newton sagte, dass die Schwerkraft eine unsichtbare Kraft ist, die Objekte zueinander anzieht. Durch seine Theorie argumentierte Einstein jedoch, dass die Schwerkraft die Krümmung der Raum-Zeit ist, die durch die Masse eines Objekts verursacht wird. Diese Krümmung beeinflusst die Zeit: Je größer die Schwerkraft, desto langsamer bewegt sich die Zeit in der Krümmung der Raumzeit.
