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Effekte
- Zeitdilatation: Eine bewegte Uhr geht langsamer als eine gleichartige im Ruhesystem!
- Gleichzeitigkeit ist relativ und hängt davon ab, von welchem Bezugssystem aus die Beobachtung erfolgt.
- Längenkontraktion: Ein bewegter Maßstab ist in Bewegungsrichtung kürzer als im Ruhesystem!
- Zeitdilatation: Eine bewegte Uhr geht langsamer als eine gleichartige im Ruhesystem!
- Gleichzeitigkeit ist relativ und hängt davon ab, von welchem Bezugssystem aus die Beobachtung erfolgt.
- Längenkontraktion: Ein bewegter Maßstab ist in Bewegungsrichtung kürzer als im Ruhesystem!
Zeitdilatation
- Zeitdilatation: Eine relativ zu einem Beobachter bewegte Uhr geht aus der Sicht des Beobachters langsamer als ein Satz synchronisierter Uhren im "Beobachter-System".
- Vereinfacht: Bewegte Uhren gehen langsamer.
- Der Zusammenhang zwischen Zeit \(\Delta t\) im ruhenden und \(\Delta t'\) im bewegten System ist \(\Delta t = \frac{\Delta t'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}}\)
- Zeitdilatation: Eine relativ zu einem Beobachter bewegte Uhr geht aus der Sicht des Beobachters langsamer als ein Satz synchronisierter Uhren im "Beobachter-System".
- Vereinfacht: Bewegte Uhren gehen langsamer.
- Der Zusammenhang zwischen Zeit \(\Delta t\) im ruhenden und \(\Delta t'\) im bewegten System ist \(\Delta t = \frac{\Delta t'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}}\)
Gleichzeitigkeit
- In einem Inertialsystem finden zwei Ereignisse an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig statt, wenn sie von einem Lichtblitz ausgelöst werden können, der genau aus der Mitte zwischen ihren Orten ausgeht.
- Finden zwei Ereignisse in einem Inertialsystem gleichzeitig statt, so finden sie in einem zweiten, gegenüber dem ersten Inertialsystem bewegten Inertialsystem zu verschiedenen Zeiten statt.
- Auch Gleichzeitigkeit ist relativ.
- In einem Inertialsystem finden zwei Ereignisse an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig statt, wenn sie von einem Lichtblitz ausgelöst werden können, der genau aus der Mitte zwischen ihren Orten ausgeht.
- Finden zwei Ereignisse in einem Inertialsystem gleichzeitig statt, so finden sie in einem zweiten, gegenüber dem ersten Inertialsystem bewegten Inertialsystem zu verschiedenen Zeiten statt.
- Auch Gleichzeitigkeit ist relativ.
Relativistische Masse und Impuls
- Auch die Masse eines Teilchens und sein Impuls unterliegen relativistischen Effekten.
- Die relativistische Masse nimmt mit der Geschwindigkeit \(v\) eines Teilchens stark zu, es gilt: \(m_{\rm{rel}}=\frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}}\)
- Für den relativistischen Impuls gilt \(p = m_{\rm{rel}}\cdot v \Rightarrow p = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}} \cdot v\)
- Auch die Masse eines Teilchens und sein Impuls unterliegen relativistischen Effekten.
- Die relativistische Masse nimmt mit der Geschwindigkeit \(v\) eines Teilchens stark zu, es gilt: \(m_{\rm{rel}}=\frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}}\)
- Für den relativistischen Impuls gilt \(p = m_{\rm{rel}}\cdot v \Rightarrow p = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}} \cdot v\)
Geschwindigkeitsaddition
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
Relativitätstheorie
Erster Einblick
- Was versteht man unter einem Inertialsystem?
- Ist Licht im ganzen Universum immer gleich schnell?
- Warum gehen bewegte Uhren langsamer …
- … und warum sind bewegte Maßstäbe kürzer?
Relativitätstheorie
Spezielle Relativitätstheorie
- Warum vergrößert sich die Masse bewegter Körper?
- Was versteht man unter der Ruheenergie eines Körpers?
- Wie kommt Einstein zu seiner berühmten Formel E=mc2?
Treibhauseffekt (Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu Informationen…
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Zum DownloadVersuch von GAY-LUSSAC (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip des Versuchs von GAY-LUSSAC: Eine Gasmenge wird bei konstantem Druck erhitzt und gleichzeitig Temperatur und Volumen…
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Zum DownloadAggregatzustände (Grundbegriffe) (Simulation)
Diese Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado…
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Zum DownloadAggregatzustände (Simulation)
Diese Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado…
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Zum DownloadStrahlungshaushalt der Erde (Animation)
Die Animation zeigt den Strahlungshaushalt der Erde.
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Zum DownloadTreibhauseffekt - Anthropogener Treibhauseffekt (Animation)
Die Animation zeigt die Ursachen und Folgen des anthropogenen Treibhauseffektes.
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Zum DownloadTreibhauseffekt - Natürlicher Treibhauseffekt (Animation)
Die Animation zeigt die Ursachen und Folgen des natürlichen Treibhauseffektes.
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Zum DownloadTreibhauseffekt - Erde ohne Treibhausgase (Animation)
Die Animaton zeigt die Folgen einer Erde ohne Treibhausgase.
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Zum DownloadTreibhauseffekt - Frühbeet ohne Glasabdeckung (Animation)
Die Animation zeigt das Pflanzenwachstum in einem Frühbeet ohne Glasabdeckung.
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Zum DownloadTreibhauseffekt - Frühbeet mit Glasabdeckung (Animation)
Die Animation zeigt das Pflanzenwachstum in einem Frühbeet mit Glasabdeckung.
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Zum DownloadPrinzip einer Wärmekraftmaschine (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip einer Wärmekraftmaschine anhand von Energieumwandlungsprozessen.
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Zum DownloadDampfmaschine - PAPINs atmosphärische Dampfmaschine (Animation)
Die Animation zeigt das Grundprinzip einer Dampfmaschine am Beispiel der atmosphärischen Dampfmaschine von PAPIN.
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Zum DownloadDampfmaschine von WATT - Zweifach wirkende Dampfmaschine (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise der zweifach wirkenden Dampfmaschine von James WATT.
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Zum DownloadDampfturbine - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Funktionsprinzip einer Dampfturbine.
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Zum DownloadDampfturbine - Kraftwerk (Animation)
Die Animation zeigt den Einsatz von Dampfturbinen in Kraftwerken.
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Zum DownloadMagnetpendel - Stabiles und instabiles Gleichgewicht (Animation)
Die Animation zeigt den Unterschied zwischen stabilem und instabilem Gleichgewicht.
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Zum DownloadDoppelpendel - Einzel- und Doppelpendel bei kleiner Amplitude (Animation)
Die Animation zeigt die periodischen Bewegungen von Einzel- und Doppelpendel bei kleiner Amplitude.
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Zum DownloadDoppelpendel - Doppelpendel bei großer Amplitude (Animation)
Die Animation zeigt die chaotische Bewegung eines Doppelpendels bei großer Amplitude.
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Zum DownloadDampfmaschine von NEWCOMEN (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise der Dampfmaschine von NEWCOMEN.
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Zum DownloadDampfmaschine von WATT (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise der Dampfmaschine von WATT.
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Zum DownloadDieselmotor (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Dieselmotors mit einem Zylinder. Quelle: Tosaka, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons,…
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Zum DownloadViertakt-Ottomotor - Ein-Zylinder (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Viertakt-Ottomotors mit einem Zylinder. Quelle: Zephyris [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia…
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Zum DownloadViertakt-Ottomotor - Vier-Zylinder (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Viertakt-Ottomotors mit vier Zylindern. Quelle: MichaelFrey, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia…
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