...
Kurser Alla kurser Min sida Provbank Mina prov Min skola Läromedel Förälder Blogg Om oss Kontakt Läxhjälp matemtaik Hjälp & guider
Sök Mitt konto Logga ut Elev/lärare
-registrering
Logga in Prova för 9 kr Prova för 9 kr
EXEMPEL I VIDEON   Lektionsrapport   Hjälp Kopiera länk Facebook Twitter Repetera Rapportera Ändra status
 ███████████████
    /        ██████████████████████████

Introduktion till den Speciella Relativitetsteorin

Endast Premium- användare kan rösta.
Författare:Daniel Johansson
Rapportera fel Redigera lektion Redigera text Redigera övning

Innehåll

Den Speciella Relativitetsteorin

Den speciella relativitetsteorin är en teori som lades fram av Albert Einstein år 1905. Denna teorin handlar om rörelse och frågan om vad rörelse är för något.

Till vardags känns det ganska uppenbart var rörelse är för något. Rörelse är helt enkelt den egenskapen som får saker att förflytta sig, från ett ställe till ett annat. Men när vi lägger fram det på det här sättet så tar vi en sak för givet.

Till vardags utgår vi nämligen ifrån att jorden är det som är stilla och att allt som rör sig i förhållande till marken är det som är i rörelse.

Men, är det självklart att det är på det sättet?

Njea, det den speciella relativitetsteorin säger är att:

Vad som är i rörelse och vad som inte är i rörelse beror helt och hållet på vad man jämför med.

Kanske har du någon gång suttit på ett tåg som står inne på stationen och kikat ut genom fönstret.

När det är dags för tåget att rulla så börjar det hända saker. Du ser då genom fönstret hur vagnarna på tåget som står bredvid passerar en efter en.

Men, helt plötsligt upptäcker du att ditt tåg inte alls har börjat rulla.

Det är tåget bredvid som rör sig! Det är det andra tåget som lämnar stationen.

Att göra denna upptäckten att man själv inte förflyttar sig utan att det är omvärlden som gör det kan vara väldigt roligt.

Och faktum är att det finns en väldigt enkel förklaring till misstaget.

När man befinner sig i rörelse (utan att accelerera) så finns det inget sätt att känna av eller avgöra om man faktiskt är i rörelse eller inte.

Rörelse utan acceleration kallas för likformig rörelse.

Anledning till att vi inte märker av sådan rörelse är att det inte ens finns något entydigt svar på frågan vad som rör sig och som inte rör sig.

Vad som är i likformig rörelse beror alltid på vad man jämför med.

Om man t.ex. jämför med jorden så är bilar, tåg och flygplan i rörelse medan träd och berg står stilla.

Men jämför man istället med t.ex. solen så är ju hela jordklotet i en ständig rörelse runt solen. Även träden, bergen och haven flyger fram genom rymden i sin bana kring solen. På samma sätt är också solen i rörelse om man jämför med en annan stjärna, o.s.v.

Det är denna insikten som hela den speciella relativitetsteorin bygger på. Man brukar sammanfatta detta med att säga att ”all likformig rörelse är relativ”. Vad detta innebär är att så länge man inte accelererar så kan man alltid hävda att man är helt stilla och det är allt annat som rör sig. Det finns inget i fysikens lagar som kan motbevisa detta påstående eftersom det beror på vad man jämför med.

Eterteorin

Är du ny här? Så här funkar Matematikvideo PREMIUM
  • 600+ videolektioner till gymnasiet och högstadiets matte.
  • 4000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
  • Heltäckande för din kursplan. Allt på ett ställe.
  • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
Prova i 7 dagar för 9 kr, sedan endast 89 kr/mån.
Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.
Är du ny här? Så här funkar Premium
  • 600+ tydliga videolektioner till gymnasiet och högstadiet.
  • 5000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
  • Heltäckande för din kurs. Allt på ett ställe.
  • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
Prova i 7 dagarför 9 kr. Sedan endast 89 kr/mån.
Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.

Innan 1900-talet så var den gängse uppfattningen inom fysiken att hela rymden fylls av en s.k. eter.

Etern var en slags substans som fyllde hela universum och som gjorde att t.ex. ljuset kunde färdas från en plats till en annan.

I denna världsbild så menade man på att när man tänder en ficklampa så kan ljuset färdas från ficklampan eftersom det finns en eter.

En substans som ljuset kan färdas i.

Ljuset färdas därför alltid i ljusets hastighet i förhållande till etern. Denna hastigheten kallar vi för c och har värdet $299 792 458$ m/s.

Problem med Eterteorin

Är du ny här? Så här funkar Matematikvideo PREMIUM
  • 600+ videolektioner till gymnasiet och högstadiets matte.
  • 4000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
  • Heltäckande för din kursplan. Allt på ett ställe.
  • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
Prova i 7 dagar för 9 kr, sedan endast 89 kr/mån.
Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.
Är du ny här? Så här funkar Premium
  • 600+ tydliga videolektioner till gymnasiet och högstadiet.
  • 5000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
  • Heltäckande för din kurs. Allt på ett ställe.
  • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
Prova i 7 dagarför 9 kr. Sedan endast 89 kr/mån.
Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.

En person som kör en bil, med hastigheten v, mot ficklampan och mäter hastigheten hos ljuset från lampan kommer därför att registrera ett högre värde än c. Dels så färdas ljuset med ljusets hastighet relativt etern, men bilen färdas också med en hastighet v mot lampan.

Föraren upplever därför att ljuset passerar bilen med en hastighet på ljusets hastighet adderat med bilens hastighet, dvs c + v.

Det är något som inte stämmer med detta. Vi har precis sagt att det inte finns något sätt att avgöra om man är i likformig rörelse eller inte. Ändå kan bilchauffören mäta att han rör genom att endast mäta hastigheten hos en ljusstråle och se om den rör sig snabbare eller långsammare än värdet c.

I början av 1900-talet så insåg man att denna världsbild är helt felaktig.

Eterteorin är fel!

Det finns ingen eter omkring oss som fyller hela universum. Ljuset kan transporteras från en punkt till en annan utan att behöva en substans att transporteras i.

Ljuset kan därför inte heller användas som ett verktyg för att avgöra om man rör sig eller inte.

Oavsett hur man rör sig och hur källan som skickar ut ljuset rör sig så kommer man alltid få samma resultat när man mäter hastighet hos ljusstrålar.

Nämligen värdet på konstanten c, dvs $299 792 458$ m/s.

Trots att bilen färdas mot ljuskällan med en hastighet v, så kommer ändå chauffören att mäta hastigheten på ljuset till c.

Även personen som håller i ficklampan kommer att uppleva att ljuset färdas från henne med hastigheten c.

Oavsett hur du rör dig och vem som lyser på dig så kommer du alltid uppleva att ljusstrålarna färdas med en och samma hastighet, ljusets hastighet.

Hur allt detta kan hänga ihop ska vi kika på i nästa lektion.

Kommentarer


Endast Premium-användare kan kommentera.

e-uppgifter (4)

  • 1. Premium

    Rapportera fel

    Rörelse som inte involverar acceleration kallas för: 

    Rättar...
  • 2. Premium

    Rapportera fel

    Fredrika är ute och kör bil en mörk oktoberkväll. Hennes hastighet kan vi kalla för $v$.

    I bilen har hon en mätapparat som mäter hastigheten med vilken ljuset från mötande bilar passerar hennes bil.

    Vilken hastighet kommer mätapparaten visa om den mäter ljuset från en bil som med samma fart men i motsatt riktning? 

    Rättar...
  • 3. Premium

    Rapportera fel

    Vad trodde man att etern var för något?

    Rättar...
  • Är du ny här? Så här funkar Premium
    • 600+ tydliga videolektioner till gymnasiet och högstadiet.
    • 5000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
    • Heltäckande för din kurs. Allt på ett ställe.
    • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
    Prova i 7 dagarför 9 kr. Sedan endast 89 kr/mån.
    Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.
  • 4. Premium

    Rapportera fel

    Vilket påstående är ett av stöttepelarna inom den speciella relativitetsteorin? 

    Rättar...
Är du ny här? Så här funkar Premium
  • 600+ tydliga videolektioner till gymnasiet och högstadiet.
  • 5000+ övningsfrågor med fullständiga förklaringar.
  • Heltäckande för din kurs. Allt på ett ställe.
  • Träning inför nationella prov och högskoleprovet.
Prova i 7 dagarför 9 kr. Sedan endast 89 kr/mån.
Ingen bindningstid. Avsluta när du vill.