Dylatacja czasu a skurcz długości
Zmniejszenie długości i dylatacja czasu to dwa ważne skutki teorii względności. Efekty te są niezwykle cenne przy opisywaniu niektórych z najbardziej skomplikowanych napotkanych zjawisk. W tym artykule postaram się wyjaśnić, czym są skurcze długości i dylatacje czasu i jaka jest między nimi różnica.
Co to jest skurcz długości?
Skurcz długości to pojęcie omawiane w ramach teorii względności. Można to wyjaśnić za pomocą specjalnej teorii względności, która ułatwia zrozumienie. Aby zrozumieć kurczenie się długości i dylatację czasu, uczniowie muszą mieć podstawową wiedzę w zakresie szczególnej teorii względności. Specjalna teoria względności zajmuje się tylko układami inercjalnymi. Chociaż nie jesteśmy w stanie nawet zdalnie zrozumieć specjalnej teorii względności w kilku wierszach wyjaśnienia, istnieją pewne przydatne pojęcia, które mogą być pomocne w opisywaniu skrócenia długości i dylatacji czasu. Podstawą szczególnej teorii względności jest to, że żaden obiekt poruszający się w układzie inercjalnym nie może mieć względnych prędkości większych niż prędkość światła. Wyrażenie γ, które jest równe pierwiastkowi kwadratowemu z 1 / (1-V 2 / C 2), dąży do nieskończoności, gdy V zmierza do C, i dąży do 1, gdy V jest wyjątkowo małe w porównaniu z C. Jest to bardzo znaczący termin w szczególnej teorii względności. Skrócenie długości wynika z równań transformacji Lorentza. Właściwa długość przedmiotu to długość mierzona w ramie, która nadal jest w stosunku do obiektu. Niewłaściwa długość to długość mierzona na podstawie ramy, po której obiekt porusza się z prędkością względną V. W specjalnej teorii względności długość niewłaściwa jest zawsze mniejsza lub równa długości właściwej. Zależność między tymi dwoma jest określona przez niewłaściwą długość = długość właściwą / γ. Kiedy prędkość względna jest pomijalna w porównaniu z prędkością światła, γ dąży do 1, a długość właściwa i niewłaściwa stają się takie same.
Co to jest dylatacja czasu?
Właściwy czas definiuje się jako czas mierzony przez obserwatora, który nie porusza się względem wydarzenia. Nieprawidłowy czas to czas mierzony przez obserwatora poruszającego się ze względną prędkością V od lub do zdarzenia. Korzystając z równań transformacji Lorentza, można wykazać, że czas mierzony w klatce zdarzenia jest zawsze mniejszy lub równy czasowi mierzonemu przez ruchomą klatkę. Tym samym właściwy czas jest mniejszy lub równy niewłaściwemu czasowi. Zależność między czasem właściwym a czasem niewłaściwym określa niewłaściwy przedział czasu = γ * właściwy przedział czasu. Ponieważ γ zmierza do 1, gdy prędkość jest pomijalna w stosunku do C, zależność zmienia się w klasyczną zależność.
Jaka jest różnica między dylatacją czasu a skurczem długości?
• Dylatacja czasu to wydłużenie czasu mierzonego od ruchomej klatki, ale skrócenie długości jest skróceniem długości.
• Wyrażenie γ łączy się liniowo ze wzorem na czas, ale łączy się odwrotnie ze wzorem na długość.
