Tijdsverwijding versus lengtecontractie
Lengtecontractie en tijddilatatie zijn twee belangrijke effecten van de relativiteitstheorie. Deze effecten zijn buitengewoon waardevol bij het beschrijven van enkele van de meest gecompliceerde verschijnselen die men tegenkomt. Dit artikel zal proberen uit te leggen wat lengtecontractie en tijddilatatie zijn, en het verschil daartussen.
Wat is lengtecontractie?
Lengtecontractie is een concept dat wordt besproken onder de relativiteitstheorie. Dit kan worden verklaard met behulp van de speciale relativiteitstheorie voor een beter begrip. Om de lengtecontractie en tijddilatatie te begrijpen, moeten studenten achtergrondkennis hebben in de speciale relativiteitstheorie. De speciale relativiteitstheorie behandelt alleen de traagheidsframes. Hoewel we de speciale relativiteitstheorie in een paar regels niet eens op afstand kunnen begrijpen, zijn er enkele bruikbare concepten die nuttig kunnen zijn bij het beschrijven van de lengtecontractie en tijddilatatie. De basis van de speciale relativiteitstheorie is dat geen enkel object dat in traagheidsframes beweegt, relatieve snelheden kan hebben die groter zijn dan de lichtsnelheid. De term γ, die gelijk is aan de vierkantswortel van 1 / (1-V 2 / C 2), neigt naar oneindig wanneer V naar C neigt, en neigt naar 1 wanneer V extreem klein is in vergelijking met C. Dit is een zeer belangrijke term in de speciale relativiteitstheorie. De lengtecontractie komt voort uit de Lorentz-transformatievergelijkingen. De juiste lengte van een object is de lengte gemeten in een frame, deze staat nog steeds ten opzichte van het object. De onjuiste lengte is de lengte, die wordt gemeten vanaf een frame, waarmee het object beweegt met een relatieve snelheid van V. In de speciale relativiteitstheorie is de onjuiste lengte altijd kleiner dan of gelijk aan de juiste lengte. De relatie tussen deze twee wordt gegeven door de onjuiste lengte = de juiste lengte / γ. Wanneer de relatieve snelheid verwaarloosbaar is in vergelijking met de lichtsnelheid, neigt γ naar 1 en worden de juiste en onjuiste lengtes hetzelfde.
Wat is tijdverwijding?
De juiste tijd wordt gedefinieerd als de tijd die wordt gemeten door een waarnemer die niet beweegt ten opzichte van de gebeurtenis. De onjuiste tijd is de tijd die wordt gemeten door een waarnemer die met relatieve snelheid V van of naar de gebeurtenis beweegt. Met behulp van de Lorentz-transformatievergelijkingen kan worden aangetoond dat de tijd die wordt gemeten in het gebeurtenisframe altijd kleiner is dan of gelijk is aan de tijd die wordt gemeten door het bewegende frame. Daardoor is de juiste tijd kleiner dan of gelijk aan de onjuiste tijd. De relatie tussen de juiste tijd en de onjuiste tijd wordt gegeven door een onjuist tijdsinterval = γ * juist tijdsinterval. Omdat γ naar 1 neigt wanneer de snelheid verwaarloosbaar is ten opzichte van C, verandert de relatie naar de klassieke relatie.
Wat is het verschil tussen tijdverwijding en lengtecontractie?
• Tijddilatatie is een uitbreiding van de tijd gemeten vanaf het bewegende frame, maar de lengtecontractie is een samentrekking van de lengte.
• De term γ sluit lineair aan op de tijdformule maar is omgekeerd evenredig met de lengteformule.
