Tidsudvidelse vs længdesammentrækning
Længdesammentrækning og tidsudvidelse er to vigtige effekter af relativitetsteorien. Disse effekter er ekstremt værdifulde til at beskrive nogle af de mest komplicerede fænomener, man støder på. Denne artikel vil forsøge at forklare, hvad længde sammentrækning og tidsudvidelse er, og forskellen mellem dem.
Hvad er længdekontraktion?
Længdekontraktion er et begreb, der diskuteres under relativitetsteorien. Dette kan forklares ved hjælp af den særlige relativitetsteori for at lette forståelsen. For at forstå længden af sammentrækning og tidsudvidelse skal eleverne have baggrundsviden om den særlige relativitetsteori. Den særlige relativitetsteori beskæftiger sig kun med inertialrammerne. Selvom vi ikke engang kan forstå den særlige relativitetsteori i nogle få forklaringslinjer, er der nogle nyttige begreber, der kan være nyttige til at beskrive længdesammentrækningen og tidsudvidelsen. Grundlaget for speciel relativitet er, at ingen objekter, der bevæger sig i inertiale rammer, kan have relative hastigheder større end lysets hastighed. Udtrykket γ, som er lig med kvadratroden af 1/ (1-V2/C2), har en tendens til uendeligt, 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 speciel relativitet. Længdekontraktionen opstår fra Lorentz-transformationsligningerne. Den korrekte længde af et objekt er længden målt i en ramme, som stadig er i forhold til objektet. Den ukorrekte længde er længden, som måles 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 ukorrekt længde=korrekt længde /γ. Når den relative hastighed er ubetydelig sammenlignet med lysets hastighed, tenderer γ til 1, og den korrekte og den forkerte længde bliver den samme.
Hvad er tidsudvidelse?
Den korrekte tid er defineret som den tid, der måles af en observatør, der ikke bevæger sig i forhold til begivenheden. Den forkerte tid er den tid målt 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 hændelsesrammen altid er mindre end eller lig med tiden målt af den bevægelige ramme. Derved er den korrekte tid mindre end eller lig med den forkerte tid. Forholdet mellem den korrekte tid og den forkerte tid er givet ved forkert tidsinterval=γkorrekt tidsinterval. Da γ har en tendens til 1, når hastigheden er ubetydelig i forhold til C, vender forholdet sig til det klassiske forhold.
Hvad er forskellen mellem tidsudvidelse og længdesammentrækning?
• Tidsudvidelse er en udvidelse af tiden målt fra den bevægelige ramme, men længdesammentrækningen er en sammentrækning af længden.
• Udtrykket γ forbinder lineært med tidsformlen, men forbinder omvendt til længdeformlen.
