Расширение времени и сокращение длины
Сокращение длины и замедление времени - два важных следствия теории относительности. Эти эффекты чрезвычайно ценны для описания некоторых наиболее сложных явлений, с которыми приходится сталкиваться. В этой статье мы попытаемся объяснить, что такое сокращение длины и замедление времени, а также разницу между ними.
Что такое сокращение длины?
Сокращение длины - это понятие, обсуждаемое в рамках теории относительности. Это можно объяснить, используя для простоты понимания специальную теорию относительности. Чтобы понять сокращение длины и замедление времени, студенты должны иметь базовые знания в специальной теории относительности. Специальная теория относительности имеет дело только с инерциальными системами отсчета. Хотя мы не можем даже отдаленно понять специальную теорию относительности в нескольких строках объяснения, есть несколько полезных концепций, которые могут помочь в описании сокращения длины и замедления времени. Основой специальной теории относительности является то, что никакие объекты, движущиеся в инерциальной системе отсчета, не могут иметь относительные скорости, превышающие скорость света. Член γ, равный квадратному корню из 1/ (1-V2/C2), стремится к бесконечности, когда V стремится к C и стремится к 1, когда V чрезвычайно мало по сравнению с C. Это очень важный термин в специальной теории относительности. Сокращение длины возникает из уравнений преобразования Лоренца. Надлежащая длина объекта - это длина, измеренная в кадре, который по-прежнему относится к объекту. Несобственная длина - это длина, отсчитываемая от системы отсчета, в которой объект движется с относительной скоростью V. В специальной теории относительности неправильная длина всегда меньше или равна правильной длине. Отношения между этими двумя задаются как неправильная длина=правильная длина / γ. Когда относительная скорость пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света, γ стремится к 1, а собственная и неправильная длины становятся одинаковыми.
Что такое замедление времени?
Собственное время определяется как время, измеряемое наблюдателем, который не движется относительно события. Несобственное время - это время, измеряемое наблюдателем, который движется с относительной скоростью V от события или к нему. Используя уравнения преобразования Лоренца, можно показать, что время, измеренное в системе отсчета событий, всегда меньше или равно времени, измеренному в движущейся системе отсчета. Таким образом, собственное время меньше или равно несобственному времени. Отношение между правильным временем и неправильным временем определяется неправильным временным интервалом=γправильный временной интервал. Поскольку γ стремится к 1, когда скорость пренебрежимо мала по отношению к C, соотношение превращается в классическое соотношение.
В чем разница между замедлением времени и сокращением длины?
• Замедление времени – это расширение времени, измеряемого относительно движущейся системы отсчета, но сокращение длины – это сокращение длины.
• Термин γ соединяется линейно с формулой времени, но соединяется обратно с формулой длины.
