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Effekte - Vorgang im klassischen bewegten System (Animation)
Die Animation zeigt den physikalischen Vorgang im Ruhesystem und im bewegten System unter der Annahme der klassischen Geschwindigkeitsaddition.
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Zum DownloadEffekte - Vorgang im bewegten System ohne Längenkontraktion (Animation)
Die Animation zeigt den physikalischen Vorgang im Ruhesystem und im bewegten System unter Berücksichtigung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in…
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Zum DownloadEffekte - Vorgang im bewegten System mit Längenkontraktion (Animation)
Die Animation zeigt den physikalischen Vorgang im Ruhesystem und im bewegten System, bei dem die Längenkontraktion berücksichtigt wird.
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Zum DownloadInertialsystem (Animation)
Die Animation zeigt verschiedene, sich relativ zueinander bewegende Koordinatensysteme.
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Zum DownloadEffekte - Zeitdilatation (Animation)
Die Animation zeigt den physikalischen Vorgang aus Sicht von Ruhe- und bewegtem System und die relevanten Größen zur Herleitung der Formel für die…
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Zum DownloadVersuch von BERTOZZI (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs von BERTOZZI.
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Zum DownloadMyonenexperiment von ROSSI und HALL - Erdsystem (Animation)
Die Animation zeigt die relativistische Betrachtung der Lebensdauer von Myonen aus Sicht des Erdsystems.
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Zum DownloadMyonenexperiment von ROSSI und HALL - Myonensystem (Animation)
Die Animation zeigt die relativistische Betrachtung der Flugstrecke von Myonen aus Sicht des Myonensystems.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Einführung (Animation)
Die Animation zeigt den prinzipiellen Aufbau von MINKOWSKI-Diagrammen.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Raumvermessung und Uhrensynchronisation (Animation)
Die Animation zeigt die Verfahren der Raumvermessung und der Uhrensynchronisation im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Relativität der Gleichzeitigkeit (Animation)
Die Animation zeigt die Relativität der Gleichzeigkeit im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Feststellung der Relativbewegung (Animation)
Die Animation zeigt die Feststellung der Relativbewegung zweier Objekte im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - DOPPLER-Faktor 1 (Animation)
Die Animation zeigt die Bedeutung des DOPPLER-Faktors bei zwei sich voneinander fortbewegenden Objekten im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Koordinatensystem bewegter Beobachter (Animation)
Die Animation zeigt die geometrische Konstruktion der Koordinaten des B-Systems im A-System im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Längenkontraktion (Animation)
Die Animation zeigt die Längenkontraktion im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - LORENTZ-Transformation (Animation)
Die Animation zeigt die LORENTZ-Transformation im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Geschwindigkeitsaddition (Animation)
Die Animation zeigt die relativistische Geschwindigkeitsaddition im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - DOPPLER-Faktor 2 (Animation)
Die Animation zeigt die Bedeutung des DOPPLER-Faktors beim Empfang zweier einlaufender Signale im MINKOWSKI-Diagramm.
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Zum DownloadMINKOWSKI-Diagramme - Zeitdilatation (Animation)
Die Animation zeigt eine bewegte Uhr, die langsamer geht als ein Satz synchronisierter Uhren, an denen sie vorbei kommt.
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Zum DownloadLaufzeitänderung durch Wind (Animation)
Die Animation zeigt die Laufzeitänderungen durch Seitenwind oder durch Rücken-/Gegenwind.
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Zum DownloadBewegte Maßstäbe (Animation)
Die Animation zeigt einen Maßstab in einem zu einem ruhenden Bezugssystem bewegten Bezugssystem.
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Zum DownloadRelativistische Masse und Impuls (Animation)
Die Animation zeigt den Ansatz zur Herleitung der Formeln für relativistische Masse und relativistischen Impuls.
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Zum DownloadGrundaussagen der speziellen Relativitätstheorie
- Das MICHELSON-MORLEY-Experiment brachte klassische Vorstellungen von absolutem Raum und absoluter Zeit ins Wanken.
- In EINSTEINs Relativitätstheorie sind daher Zeit und Raum relativ.
- Das MICHELSON-MORLEY-Experiment brachte klassische Vorstellungen von absolutem Raum und absoluter Zeit ins Wanken.
- In EINSTEINs Relativitätstheorie sind daher Zeit und Raum relativ.
Energie-Impuls-Beziehung
- Klassisch ist die Beziehung zwischen kinetischer Energie und Impuls \({E_{\rm{kin}}} = \frac{{{p^2}}}{{2 \cdot m}}\)
- Relativistisch gilt zwischen Gesamtenergie, Ruheenergie und Impuls die Beziehung \(E = \sqrt{E_0^2 + (c\cdot p)^2}\)
- Klassisch ist die Beziehung zwischen kinetischer Energie und Impuls \({E_{\rm{kin}}} = \frac{{{p^2}}}{{2 \cdot m}}\)
- Relativistisch gilt zwischen Gesamtenergie, Ruheenergie und Impuls die Beziehung \(E = \sqrt{E_0^2 + (c\cdot p)^2}\)
Relativistische Energie
- Die relativistische Gesamtenergie eines Körpers ist \(E(v)=m_{\rm{rel}}\cdot c^2=\frac{m_0}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}}\cdot c^2\)
- Die Ruheenergie eines Körpers ist \(E_0=m_0\cdot c^2\)
- Die kinetische Energie ist die Differenz der Gesamtenergie \(E(v)\) und der Ruheenergie \(E_0\), also \(E_{\rm{kin}}=\left( {\frac{m_0}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}} - {m_0}} \right) \cdot {c^2}\)
- Die relativistische Gesamtenergie eines Körpers ist \(E(v)=m_{\rm{rel}}\cdot c^2=\frac{m_0}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}}\cdot c^2\)
- Die Ruheenergie eines Körpers ist \(E_0=m_0\cdot c^2\)
- Die kinetische Energie ist die Differenz der Gesamtenergie \(E(v)\) und der Ruheenergie \(E_0\), also \(E_{\rm{kin}}=\left( {\frac{m_0}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}} - {m_0}} \right) \cdot {c^2}\)
Längenkontraktion
- Für bewegte Beobachter sind Strecken verkürzt.
- Für die Längenkontraktion gilt: \(\Delta x' = \Delta x \cdot \sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}\)
- Die Längenkontraktion findet nur in Bewegungsrichtung statt.
- Für bewegte Beobachter sind Strecken verkürzt.
- Für die Längenkontraktion gilt: \(\Delta x' = \Delta x \cdot \sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}\)
- Die Längenkontraktion findet nur in Bewegungsrichtung statt.
EINSTEINs Postulate
- Erstes Postulat (Relativitätsprinzip): Alle Inertialsysteme sind bezüglich aller physikalischen Gesetze gleichberechtigt.
- Zweites Postulat (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit): Die Vakuumlichtgeschwindigkeit \(c\) ist in allen Inertialsystemen gleich groß.
- Erstes Postulat (Relativitätsprinzip): Alle Inertialsysteme sind bezüglich aller physikalischen Gesetze gleichberechtigt.
- Zweites Postulat (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit): Die Vakuumlichtgeschwindigkeit \(c\) ist in allen Inertialsystemen gleich groß.
Geschwindigkeitsbetrachtung
- Klassische können Geschwindigkeiten von einem bewegten Bezugssystem und einer Bewegung innerhalb einfach addiert werden, um die Geschwindigkeit zu ermitteln, die man im ruhenden Bezugssystem messen würde.
- Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hat zur Folge, dass diese einfache Addition nicht richtig sein kann.
- Klassische können Geschwindigkeiten von einem bewegten Bezugssystem und einer Bewegung innerhalb einfach addiert werden, um die Geschwindigkeit zu ermitteln, die man im ruhenden Bezugssystem messen würde.
- Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hat zur Folge, dass diese einfache Addition nicht richtig sein kann.
Inertialsystem
- Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein kräftefreier Körper in Ruhe verharrt oder sich geradlinig-gleichförmig bewegt.
- Alle Systeme, die sich geradlinig-gleichförmig gegenüber einem Inertialsystem bewegen, sind ebenfalls Inertialsysteme.
- Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein kräftefreier Körper in Ruhe verharrt oder sich geradlinig-gleichförmig bewegt.
- Alle Systeme, die sich geradlinig-gleichförmig gegenüber einem Inertialsystem bewegen, sind ebenfalls Inertialsysteme.