Aja laiendamine vs pikkuse kokkutõmbumine
Pikkuse kokkutõmbumine ja aja laienemine on relatiivsusteooria kaks olulist mõju. Need mõjud on äärmiselt väärtuslikud mõnede kõige keerulisemate nähtuste kirjeldamisel. Selles artiklis püütakse selgitada, mis on pikkuse kokkutõmbumine ja aja laienemine ning nende erinevus.
Mis on pikkuse kokkutõmbumine?
Pikkuse kokkutõmbumine on relatiivsusteooria all käsitletud mõiste. Seda saab seletada mõistmise hõlbustamiseks spetsiaalse relatiivsusteooria abil. Pikkuse kokkutõmbumise ja aja laienemise mõistmiseks peavad õpilased omama taustteadmisi relatiivsusteooria eriteoorias. Erirelatiivsusteooria käsitleb ainult inertsiaalseid raame. Ehkki me ei saa mõnes selgitusreas isegi kaugelt aru erirelatiivsusteooriast, on pikkuse kokkutõmbumise ja aja laienemise kirjeldamisel abiks mõned kasulikud mõisted. Erirelatiivsusteooria põhialus on see, et ühelgi inertsiaalsetes kaadrites liikuvate objektide suhtelised kiirused ei tohi olla suuremad kui valguse kiirus. Termin γ, mis on võrdne ruutjuur 1 / (1-V 2 / C 2), kipub lõpmatusse, kui V kaldub C-ni, ja kipub 1-ni, kui V on C-ga võrreldes üliväike. See on erirelatiivsusteoorias väga oluline termin. Pikkuse kontraktsioon tuleneb Lorentzi teisendusvõrranditest. Objekti õige pikkus on kaadris mõõdetud pikkus, mis on endiselt objekti suhtes. Vale pikkus on pikkus, mida mõõdetakse kaadri järgi, mida objekt liigutab suhtelise kiirusega V. Erirelatiivsusteoorias on sobimatu pikkus alati väiksem või võrdne õige pikkusega. Nende kahe seose annab vale pikkus = õige pikkus / γ. Kui suhteline kiirus on valguse kiirusega võrreldes tühine, kipub γ väärtuseks 1 ning õige ja sobimatu pikkus muutuvad samaks.
Mis on aja laiendamine?
Õige aeg on määratletud kui aeg, mille mõõdab vaatleja, kes ei liigu sündmuse suhtes. Sobimatu aeg on aeg, mille mõõdab vaatleja, kes liigub suhtelise kiirusega V sündmuselt või sündmusele. Kasutades Lorentzi teisendusvõrrandeid, saab näidata, et sündmusraamis mõõdetud aeg on alati väiksem või võrdne liikuva kaadri mõõdetud ajaga. Seetõttu on õige aeg väiksem või võrdne sobimatu kellaajaga. Õige aja ja sobimatu aja vahelise seose annab vale ajaintervall = γ * õige ajaintervall. Kuna γ kipub väärtuseni 1, kui kiirus C suhtes on tühine, pöördub seos klassikalise suhte poole.
Mis vahe on aja laienemisel ja pikkuse kokkutõmbumisel?
• Aja laienemine on aja laienemine mõõdetuna liikuvast kaadrist, kuid pikkuse kontraktsioon on pikkuse kokkutõmbumine.
• Mõiste γ ühendub lineaarselt ajavalemiga, kuid pöördvõrdeliselt pikkuse valemiga.
