SRP: Den Specielle Relativitetsteori i Fysik og Matematik
SRP: Den Specielle Relativitetsteori i Fysik og Matematik
Studieretningsprojekt (SRP) i Fysik A og Matematik A om Den Specielle Relativitetsteori, hvor jeg bl. a. kommer ind på den klassiske fysik og dens svagheder, en redegørelse for Michel-Morley eksperimentet, samt eksperimenterne:
Bestemmelse af lysets hastighed
Udledning af lorrentztransformationerne
Udledning af formlerne for tidsforlængelse og længdeforkortelse.
Opgaveformulering
Der ønskes en gennemgang og forklaring af resultater fra den specielle relativitets teori. I din besvarelse skal følgende indgå:
• Hvorfor er den klassiske fysik utilstrækkelig?
• Udledning af Lorentztransformationen
• En eksperimentel bestemt værdi for lysets hastighed
• Eksempler på fysiske fænomener, hvor relativitetsteorien spiller en rolle, herunder tidsforlængelse, længdeforkortelse og muonens levetid.
• Endelig ønskes resultater fra den relativistiske dynamik omtalt.
Elevens kommentar
En rigtig god opgave, jeg mangler dog indledning og konklusion og abstract i denne version.
Studienets kommentar
Ingen indledning, konklusion eller abstract.
Du kan også få hjælp til dit Studieretningsprojekt i SRP-bogen. Her guider vi dig i alt fra emnevalg og faglige metoder til opbygning af opgaven.
Få den bedste hjælp til SRP med SRP-bogen.
Indhold
Studieretningsprojekt 2007/2008 1
Den specielle relativitetsteori 1
Problemformulering 2
1. Absract 4
2. Indledning 4
3. Relativitetsteorien og den klassiske fysik 5
4. Enden på klassisk fysik: Michelson-Morley eksperimentet 7
4.1 Baggrunden bag eksperimentet 7
4.2 Opstillingen af eksperimentet 7
4.3 Teorien bag eksperimentet 8
4.4 Konklusion på Michelson- og Morleys eksperiment 11
5. Eksperimentel bestemt værdi for lysets hastighed 11
6. Lorentztransformation 14
6.1 Introduktion til Lorentztransformation 14
6.2 Udledelse af Lorentztransformation 16
6.3 Lorentztransformation for treretvinklede koordinatsystemer 21
Figur 25
Uddrag
1. Relativitetsteorien og den klassiske fysik:
Mekanikkens grundlægger i den klassiske fysik var (inden Alberts Einstein) Galileo Galilei samt Isaac Newton.
Når nye store opdagelser iagttages er det altid revolutionerende, ligeledes var det revolutionerede for fysikken, at der nu var teorier om bevægelse og kræfter. Det ville senere vise sig, at den klassiske fysiks teori er utilstrækkelige og bliver derfor overskrevet af en nyere og meget mere generel teori, nemlig relativitetsteorien.
I tidernes morgen, ca. 4åhr. f.kr opfattedes legemet af Aristoles som værende i en absolut hviletilstand, dette ville dog ikke gør sig gældende, hvis legemet blev påvirket af en kraft. Den absolutte hviletilstand forkastedes efter Newtons 3. Lov (Newtons 3. lov: Hvis et legeme påvirker et andet legeme med kraften F2, så vil det andet legeme påvirke det første legeme med en lige så store men modsatrettet kræft F2, altså F2= – F1).
Ved betragtning af en sky for eksempel mens man er i stilstand, da ses det fra os (på jorden) som var det skyen, der bevæger sig. Så man derimod os på jorden fra skyen af, ville de modsatte forekomme: os på jorden ville virke til at være i bevægelse, men betragteren på skyen ville opfatte sig selv som værende i hvile. En modsigelse som f. eks. denne forkaster et absolut rum – dermed også sagt, at en begivenhed ikke kan tildeles en absolut position i rummet, da det afhænger af hvor man ser begivenheden fra.
Newtons opfattelse om en absolut Gud ville ikke kunne passe med ovenstående og derfor accepterede han ikke udfaldet af sine egne love.
Dog var der en vis enighed om at en absolut tid måtte være til stede. For alle observatører måtte tiden mellem to begivenheder være den samme, men med Einsteins gennembrud modbeviste relativitetsteorien dette.
Det blev af fysikeren James Clark Maxwell i 1865 forudsagt, at lysets hastighed er konstant, da Maxwell havde beregnet det gennem sinde ligninger.
Der opstod et problem idet det absolutte rum var afskaffet. Vel var lysets hastighed konstant, men lyset måtte bevæge sig med konstant fart i forhold til et eller andet. Problemet skulle vise at sig løses ved opfindelse af et slags medium kaldt æteren. Dette medium kan sammenlignes med måden hvorpå lyd bevæger sig gennem luft, da det akkurat var det samme, nu var det blot lys!... Køb adgang for at læse mere Allerede medlem? Log ind
