Samtidighet. Föreläsning 2: Relativitetsteori fortsättning

Relevanta dokument
Dopplereffekt och lite historia

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 1 Lösningar

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t 2π T x. s(x,t) = 2 cos [2π (0,4x/π t/π)+π/3]

Fysiktävlingen Lösningsförslag. Uppgift 1. Vi får anta att kinetisk energi övergår i lägesenergi, och att tyngdpunkten lyftes 6,5 m.

Svar och anvisningar

Einsteins relativitetsteori, enkelt förklarad. Einsteins första relativitetsteori, den Speciella, förklaras enkelt så att ALLA kan förstå den

Tentamen LMA 200 Matematisk statistik, data/elektro

Tentamen Optik, FYSA11,

Relativitetsteori, introduktion

SF1625 Envariabelanalys

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 3 Lösningar

1 Dimensionsanalys och π-satsen.

Ellära och Elektronik. Föreläsning 7

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Vågfysik. Vilka typer av vågor finns det? Fortskridande vågor. Mekaniska vågor Elektromagnetiska vågor Materievågor

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 hp, FK4009 Torsdagen den 21 augusti 2008 kl 9-15

MASKINDIAGNOSTIK. Rullningslager = 2. Φ d α, diameter mellan rullkontaktpunkterna z st. rullkroppar. Φ D m. ω RH. Φ d α. ω I

Speciell relativitetsteori inlämningsuppgift 2

Den Speciella Relativitetsteorin DEL I

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Rörelsemängd och energi

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Einstein's svårbegripliga teori. Einstein's första relativitetsteori, den Speciella, förklaras så att ALLA kan förstå den

3. Mekaniska vågor i 2 (eller 3) dimensioner

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t s(x,t) =s 0 sin 2π T x. v = fλ =3 5 m/s = 15 m/s

Alla svar till de extra uppgifterna

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Där a = (1, 2,0), b = (1, 1,2) och c = (0,3, 1) Problem 10. Vilket är det enda värdet hos x för vilket det finns a och b så att

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

201. (A) Beräkna derivatorna till följande funktioner och förenkla så långt som möjligt: a. x 7 5x b. (x 2 x) 4. x 2 +1 x + 1 x 2 (x + 1) 2 f.

15 Multipelintegraler, sfäriska koordinater, volymberäkningar

Svar och anvisningar

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 7 poäng, FyL2 Tisdagen den 19 juni 2007 kl 9-15

Relativistisk kinematik Ulf Torkelsson. 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi

Biomekanik, 5 poäng Introduktion -Kraftbegreppet. Mekaniken är en grundläggande del av fysiken ingenjörsvetenskapen

Signaler, information & bilder, föreläsning 13

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Vågrörelselära och optik

TENTAMEN Kurs: HF1903 Matematik 1, moment TEN2 (analys) Datum: 29 okt 2015 Skrivtid 8:15 12:15

undanträngda luften vilket motsvarar Flyft kraft skall först användas för att lyfta samma volym helium samt ballongens tyngd.

Svar och anvisningar

Föreläsning 3: Radiometri och fotometri

ett uttryck för en våg som beskrivs av Jonesvektorn: 2

Mekanik Föreläsning 8

1 Den Speciella Relativitetsteorin

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

1 2 k = 1. Hz och de två första övertonerna med frekvenserna 3 f

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 10 Relativitetsteori den 26 april 2012.

Instuderingsfrågor Krafter och Rörelser

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013

KOKBOKEN 1. Håkan Strömberg KTH STH

a) En pipa som är öppen i båda ändarna har svängningsbukar i ändarna och en nod i

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 12, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

SF1626 Flervariabelanalys

Tentamen Relativitetsteori , 27/7 2019

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 6 Lösningar

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

Associerade Legendre-funktioner och klotytefunktioner Ulf Torkelsson

betecknas = ( ) Symmetriska egenskaper hos derivator av andra ordningen. (Schwarzs sats)

WALLENBERGS FYSIKPRIS

I praktiskt bruk finns här huvudsakligen två tekniker: Pulslöptidmätning (Time of Flight, TOF) och Lasertriangulering.

Motivering av högerledet i Maxwells 4:e ekvation

Strålningsfält och fotoner. Våren 2016

Övning 1 Dispersion och prismaeffekt

Tentamen i Fysik våglära, optik och atomfysik (FAF220),

Mekanik FK2002m. Kinematik i flera dimensioner

Reglerteori. Föreläsning 10. Torkel Glad

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

(ii) Beräkna sidoförskjutningen d mellan in- och utgående strålar, uttryckt i vinklarna θ i och tjocklekar t i. (2p)

Experimentella metoder 2013, Räkneövning 3

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

TSBB31 Medicinska bilder Föreläsning 3

14. Elektriska fält (sähkökenttä)

1 Figuren nedan visar en transversell våg som rör sig åt höger. I figuren är en del i vågens medium markerat med en blå ring prick.

6.2 Implicit derivering

SF1626 Flervariabelanalys

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Relativistisk energi. Relativistisk energi (forts) Ekin. I bevarad energi ingår summan av kinetisk energi och massenergi. udu.

Dubbelintegraler och volymberäkning

The nature and propagation of light

10. Relativitetsteori Tid och Längd

1. a) I en fortskridande våg, vad är det som rör sig från sändare till mottagare? Svara med ett ord. (1p)

Kap Generaliserade multipelintegraler.

Vektorgeometri. En vektor v kan representeras genom pilar från en fotpunkt A till en spets B.

Räta linjens ekvation.

Signaler, information & bilder, föreläsning 12

Flervariabelanalys I2 Vintern Översikt föreläsningar läsvecka 2

Lektion 1. Kurvor i planet och i rummet

Veckoblad 1, Linjär algebra IT, VT2010

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 10: Fasplan. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet. Torkel Glad Reglerteori 2015, Föreläsning 10

Övning 8 Diffraktion och upplösning

Vågrörelselära och optik

Föreläsning 6: Polarisation

Transkript:

Föreläsning : Relativitetsteori ortsättning Samtidighet Samtidighet i ett system innebär inte samtidighet i ett annat med likormig rörelse relativt varandra Eempel: Per Person provkör sin nya 4 m långa spersnabba del sportbil i v 0,6 c. Kompisen vill skoja med honom och äller samtidigt ner två bommar med 4 m avstånd mellan varanda då Per precis har passerat platsen ör den örsta bommen. (Han drar däreter omedelbart pp bommarna igen) Kompisen vill inte skada bilen så han har tänkt lite: 1 1 5 Med β 0,6 blir varvid bilen pga längdkontraktion blir 4 4/5 m 3, m lång 1 β 1 0,36 4 i kompisens system, dvs 80 cm tillgodo mellan bommarna. Per blev däremot helt vansinnig, etersom han ser bommar med avstånd 3, m mellan sig där hans 4m långa bil skall å plats. Var i ligger paradoen? Vem har el? Utgå rån två koordinatsystem S i bakkant på bilen, där 0, och S vid den örsta bommen där 0. Vid t 0 när bommarna älls är bilens bakkant då vid 0 och dess ramkant ges av r (-vt ) vilket med t 0 och 4 m reslterar i 3, m så ppenbarligen har kompisen tänkt rätt. Låt oss stdera det hela rån Pers perspektiv lite mer detaljerat. Den örsta bommen älls vid 1 0 och t 1 0. v 1 t 1 t1 0 c 1 ( 1 vt 1 ) 0 v 5 0.6 4m Den andra bommen vid 4 m älls vid t 0 c t t 0 10ns 4 c c Notera: i S systemet älls inte bommarna samtidigt. Avstånd rån bakkant på bilen till andra bommen när den älls: 5 5% marginal jämört med bilens längd, konsistent ( vt ) ( 4m 0) 5m 4 med kompisens ervation. 5A146, modern ysik, KTH

Tvillingparadoen Två tvillingar, Speedo och Goslo. Speedo reser iväg t i rymden med 0,500 c relativt jorden, vänder och återvänder ör att notera att Goslo har blivit 0 år äldre. Speedo själv har bara åldrats 17,3 år. Parado: relativitetsteorin säger att alla system är lika. Vem har ärdats och vem är yngst? Egentligen ingen parado. Till slt reererar vi j till Goslo s system etersom det är där de träas igen. Speedo har j vänt och bytt inertial -system (han har använt minst system). Med β 0.500 år vi att 1,155. Goslo år då att på 0 år har Speedo s klocka gått 0/1,155 17.3 år, dvs Speedo har ärdats 8,65 år i vardera riktningen. Goslo har varje ödelsedag skickat en ljsblit. Från Speedo s klocka sett sänds ljsblitarna med 1,155 års mellanrm (t ). När Speedo ärdas bort hinner han 0,500c(1.155 år) längre bort mellan varje blit. Han ser då att det kommer en blit var 1,155 + 0,500 1,155 år 1,73 år. På 8.65 år ser han då 5 blitar. På hemvägen har blitljset kortare väg att ärdas. Speedo ser n blitar med 1,155(1-0,500) 0,577 års mellanrm. Totalt nder 8,65 år 15 blitar. Speedo noterar att Goslo har blivit 0 år äldre!! Sltsats: relativiteten gäller bara alla system som rör sig med konstant hastighet relativt varandra (i en gravitationsri rymd). ( Håll tngan rätt i mn och håll er till rätt koordinatsystem så går det bra!!) 5A146, modern ysik, KTH

Relativistiskt Dopplerskit Ljs i rörelse relativt obersvatören isystem S enligt igren sänder t ljs med våglängd λ. Vilken ljsrekvens mäter ervatören i system S? Om vågronter sänds t med tidsintervall T mätt i ns system kommer ljsn att ha lyttat sig v t p cosθ bort rån ervatören där t p är tiden mellan att två vågronter prodcerats i ervatörens system. Lorentztransormationen ger att tp T Den erverade tiden mellan två vågronter blir då: T (T + v/c T cos θ ) Med 1/T och Fås rekvensen T T v 1 + cosθ c v c ( v c ) ( v c) cosθ eller om θ 0 ( v c) ( v c) β β Vid θ π/ blir (rörelse mot varandra) 5A146, modern ysik, KTH

Dopplerskit (orts) Eempel 1: En gala på avståndet,40 10 8 ljsår ärdas med en hastighet v 4,63 10 6 m/s bort rån jorden. Vid vilken våglängd kommer vi att ervera vätelinjen (Balmer-α ) vid 656,3 nm? Lösning: när ljsn rör sig bort rån ervatören (annat tecken på v ) ås Där β v/c 0,015. Relationen mellan våglängd och rekvens λ c/ ger då att 1 β 1 + β 1 + β 1,015 λ λ 656,3nm 666,nm 1 β 0,985 Längre våglängd motsvarar mer åt det röda rödskit Eempel : Stdent örsökte övertala polis att han inte körde mot rött etersom det röda traikljset pga dopplerskit blev grönt. Med rött: 650 nm och grönt: 550 nm, vilken var has hastighet? 1 β 1 β Lösning: rörelse mot ljsn, λ c/ ger λ λ 1 + β λ 1 + β Eter lytt av termer och ppsnyggning: 550 1 1 λ 650 β 0,17 550 1 + 1 + λ 650 och λ ( 1 + β ) 1 β v βc 1.8 10 8 km/h Det blir nog böter i alla all! 5A146, modern ysik, KTH

Lorentztransormation av hastigheter Härledes r transormation av d och dt som d /dt, se boken. Notera att dt beror av både d och dt, dvs v c ( v ) ( d vdt) ( dt d v c ) ( v / c ) v Även hastigheterna i y- och z-led beror av v och enligt ovan: y dy dt dy ( dt vd / c ) [ 1 ( v c )] y z z [ 1 ( v c )] I etrem allet v och << c år vi att v, galileiska transormationen Då c ås ( 1 c / v ) c v c c 1 cv c 1 c / v Inverstransormation ås genom att byta tecken på v : 1 + ( v c ) + v 5A146, modern ysik, KTH