Διαστολή χρόνου έναντι συστολής μήκους
Η συστολή μήκους και η χρονική διαστολή είναι δύο σημαντικά αποτελέσματα της θεωρίας της σχετικότητας. Αυτά τα αποτελέσματα είναι εξαιρετικά πολύτιμα για την περιγραφή μερικών από τα πιο περίπλοκα φαινόμενα που έχουν συναντήσει. Αυτό το άρθρο θα προσπαθήσει να εξηγήσει τι είναι η συστολή μήκους και η χρονική διαστολή και η διαφορά μεταξύ τους.
Τι είναι η συστολή μήκους;
Η συστολή μήκους είναι μια έννοια που συζητείται στη θεωρία της σχετικότητας. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας την ειδική θεωρία της σχετικότητας για ευκολία κατανόησης. Για να κατανοήσουν τη συστολή μήκους και τη διαστολή του χρόνου, οι μαθητές πρέπει να έχουν γνώσεις στην ειδική θεωρία της σχετικότητας. Η ειδική θεωρία της σχετικότητας ασχολείται μόνο με τα αδρανειακά πλαίσια. Παρόλο που δεν μπορούμε να καταλάβουμε καν την ειδική θεωρία της σχετικότητας σε λίγες γραμμές επεξήγησης, υπάρχουν μερικές χρήσιμες έννοιες που μπορούν να βοηθήσουν στην περιγραφή της συστολής μήκους και της διαστολής του χρόνου. Το θεμελιώδες στοιχείο της ειδικής σχετικότητας είναι ότι κανένα αντικείμενο που κινείται σε αδρανειακά πλαίσια δεν μπορεί να έχει σχετικές ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα του φωτός. Ο όρος γ, που είναι ίσος με την τετραγωνική ρίζα του 1/ (1-V2/C2), τείνει στο άπειρο όταν το V τείνει σε C, και τείνει στο 1 όταν το V είναι εξαιρετικά μικρό σε σύγκριση με το C. Αυτός είναι ένας πολύ σημαντικός όρος στην ειδική σχετικότητα. Η συστολή μήκους προκύπτει από τις εξισώσεις μετασχηματισμού Lorentz. Το σωστό μήκος ενός αντικειμένου είναι το μήκος που μετράται σε ένα πλαίσιο, το οποίο εξακολουθεί να είναι σε σχέση με το αντικείμενο. Το ακατάλληλο μήκος είναι το μήκος, το οποίο μετριέται από ένα πλαίσιο, το οποίο κινείται το αντικείμενο με σχετική ταχύτητα V. Στην ειδική θεωρία της σχετικότητας, το ακατάλληλο μήκος είναι πάντα μικρότερο ή ίσο με το σωστό μήκος. Η σχέση μεταξύ αυτών των δύο δίνεται από ακατάλληλο μήκος=σωστό μήκος /γ. Όταν η σχετική ταχύτητα είναι αμελητέα σε σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός, το γ τείνει στο 1 και το σωστό και το ακατάλληλο μήκος γίνονται το ίδιο.
Τι είναι η διαστολή χρόνου;
Ο κατάλληλος χρόνος ορίζεται ως ο χρόνος που μετράται από έναν παρατηρητή που δεν κινείται σε σχέση με το συμβάν. Ο ακατάλληλος χρόνος είναι ο χρόνος που μετράται από έναν παρατηρητή που κινείται με σχετική ταχύτητα V από ή προς το συμβάν. Χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις μετασχηματισμού Lorentz, μπορεί να φανεί ότι ο χρόνος που μετράται στο πλαίσιο συμβάντος είναι πάντα μικρότερος ή ίσος με τον χρόνο που μετράται από το κινούμενο πλαίσιο. Έτσι, ο κατάλληλος χρόνος είναι μικρότερος ή ίσος με τον ακατάλληλο χρόνο. Η σχέση μεταξύ του κατάλληλου χρόνου και του ακατάλληλου χρόνου δίνεται από ακατάλληλο χρονικό διάστημα=γκατάλληλο χρονικό διάστημα. Εφόσον το γ τείνει στο 1 όταν η ταχύτητα είναι αμελητέα σε σχέση με το C, η σχέση στρέφεται στην κλασική σχέση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της διαστολής χρόνου και της συστολής μήκους;
• Η διαστολή χρόνου είναι μια επέκταση του χρόνου που μετράται από το κινούμενο πλαίσιο, αλλά η συστολή μήκους είναι μια συστολή του μήκους.
• Ο όρος γ συνδέεται γραμμικά με τον τύπο χρόνου αλλά συνδέεται αντίστροφα με τον τύπο μήκους.
