Görelilik İlkesi Nedir? Hakkında Bilgi

0

Görelilik ilkesi nedir? Özel görelilik ilkesi, zamanın göreliliği, uzunlukların göreliliği nedir, açıklaması, hakkında bilgi.

ÖZEL GÖRELİLİK İLKESİ

Albert Einstein ışık hızının değişmezliği ile ilgili daha önce bu konuda çalışmalar yapan bilim adamlarının yasaları arasında ciddi çelişkiler belirledi.


Einstein 1905 yılında bu çelişkiyi çözebilen ancak aynı zamanda uzay ve zaman kavramlarımızı tamamen değiştirebilen bir kavram önerdi. Einstein kendi özel görelilik kuramını genel iki hipoteze dayandırdı.

I) Tüm fizik yasaları, tüm eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır.

II) Işık hızı, eylemsiz referans sisteminde ışık kaynağının ve gözlemcinin hareketinden bağımsız olup değeri, \displaystyle c={{3.10}^{8}}m/s dir.

Özel görelilik kuramı, 1905 yılında kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörüde bulunmuştur. Bunların en önemlileri;


***Cisimler hızlandıkça, zaman; cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında durmalıdır.

***Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır.

***Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönüşür ve durağan cisimlerin hiçbiri ışık hızına ulaşamaz.

***Cisimlerin hızları arttıkça kütleleri de artar. Işık hızında kütle sonsuz olur.


ZAMANIN GÖRELİLİĞİ

Einstein’in özel görelilik kuramına göre ışık hızına yakın hızlarda (rölativistik hız) zaman durgun gözlemciye göre daha yavaş çalışır. Bu etki zaman genişlemesi olarak bilinir.

Göreli zaman;

\displaystyle \Delta {{t}_{o}}=\frac{\Delta t}{\sqrt{1-\frac{{{V}^{2}}}{{{c}^{2}}}}} şeklinde ifade edilebilir.

Örneğin; Bir sarkaç 3 saniyelik periyotla salınım hareketi yapıyor. Sarkaca göre ışık hızının 0,95 katı hızla hareket eden bir gözlemci, sarkacın salınım periyodunu,

\displaystyle \Delta {{t}_{o}}=\frac{\Delta t}{\sqrt{1-\frac{{{V}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}

\displaystyle \Delta {{t}_{o}}=\frac{3}{\sqrt{1-\frac{{{\left( 0,95c \right)}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}=9,6s


Yani 0,95c’lik hızla hareket eden gözlemci sarkacın daha yavaş salındığını gözler.

Zamanın göreliliğine en güzel örnek ikizler paradoksu olarak verilebilir. 20 yaşında ikiz kardeşleri düşünelim. Bunlardan biri astronot olsun. Astronot olan ikizini dünyada bırakıp 20 ışık yılı uzaktaki bir yıldıza 0,8 c hızı ile gidip gelsin.

Dünyadaki ikizi için 20 ışık yılı uzaktaki yıldıza gidiş 25, dönüş de 25 yıl olmak üzere toplam 50 yıldır. Astronot için ise zaman özel görelilik kuramına göre %40 daha yavaştır. Dolayısıyla astronot için geçen süre 15 gidiş, 15 de dönüş 30 yıl olacaktır. Astronot dünyaya döndüğünde 50, ikizi 70 yaşında olacaktır.

UZUNLUKLARIN GÖRELİLİĞİ

Özel görelilik teorisine göre cisimlerin hareket doğrultularındaki uzunlukları durgun uzunluktan daima kısadır. Bu etki uzunluk büzülmesi olarak bilinir.

Durgun haldeki uzunluğu \displaystyle {{L}_{o}} olan bir çubuğu V göreli hızla hareket ettirirsek hareketi süresince çubuğun boyu;

\displaystyle L={{L}_{o}}.\sqrt{1-\frac{{{V}^{2}}}{{{c}^{2}}}} şeklinde kısalır.

uzunluk kısalması yalnızca hareket yönünde gözlenecektir.


uzunluk-goreliligi

Örneğin yukarıda verilen şekil I’deki üçgen uzay gemisi bir gözlemcinin önünden 0,95 c’lik hızla uçuyor. Gemi durgunken x uzunluğu 50 m olsun. Gemi gözlemcinin önünden geçerken gözlemci geminin x uzunluğunu şekil II’deki gibi,

\displaystyle L={{L}_{o}}.\sqrt{1-\frac{{{V}^{2}}}{{{c}^{2}}}}

\displaystyle L=50.\sqrt{1-\frac{{{\left( 0,95c \right)}^{2}}}{{{c}^{2}}}}=15,6m olarak görür.





Bir Yorum Yazmak İster misiniz?