Görelilik Teorisi

Bu Kategoriye İçerik Girin veya Soru Sorun

Kategori İçi Sözlük

Bu Sayfayı Paylaş:

Aynı Andalık Kavramı ve Göreliliği Çekim Kütlesi ve Eylemsizlik Kütlesi Birbirin.. Denklik ilkesi Einstein'ın Özel Görelilik İle İlgili 1905'ye.. Esir (Ether) Esir Teorisi Eylemsizlik Kütlesi ve Çekim Kütlesinin Eşitl.. Galile Dönüşüm Formülleri (Denklemleri) Galilei Göreliliği veya Değişmezliği Genel Göreliliğin Işığın Çekim Alanlarında Eğ.. Genel Görelilik Teorisi Göreceli (Göreli) Görelilik Görelilik (Rölativite veya İzafiyet) Teorisi Hareketin Göreliliği İçin Bir Örnek Hızların Toplanması Kuralı ile Işık Hızının S.. İki Nokta Arasındaki Uzaklığın Göreliliği Kütle Enerji Eşitliği Formülü Lorentz Büzülmesi (Kısalması) Lorentz Dönüşümünde Hızların Dönüşümü Ve Topl.. Minkowski Uzayı Özel Göreliliğe Göre Kinetik Enerji Formülü Özel Göreliliğin Lorentz Dönüşümü Kullanılara.. Özel Göreliliğin Temel Kabulleri veya Postüla.. Özel Görelilikte Kütle-Enerji İlişkisi Özel Görelilik Teorisi Uzay-Zaman (Uzayzaman veya Uzay Zaman) Zaman Genişlemesi

Göreceli (Göreli)

Tanım: Varlığı veya özellikleri başka bir varlığa bağlı olan veya başka bir varlığa göre tanımlanan, mutlak olmayan. İzafi, Rölatif

Görelilik

Tanım: Varlığı veya özellikleri başka bir varlığa bağlı olma durumu. Göreceli olma durumu. İzafi olma durumu veya izafiyet

Görelilik (Rölativite veya İzafiyet) Teorisi

Tanım: Albert Einstein taratafından ortaya atılan, özel görelilik ve genel görelilik teorisi olarak bilinen iki farklı teoriye verilen ortak isim. Bazı kaynaklar görelilik teorisini sadece özel görelilik teorisi olarak da kullanırlar. Zamanın göreli (hareket eden maddeye göre) olduğu (mutlak olmadığı), fizik yasalarının birbirlerine göre serbest hareket eden tüm sitemlerde de aynı olduğu, ışık hızının gözlemciden bağımsız olduğu ve hiç bir zaman aşılamayacağı , enerji ile kütlenin eşitliği (E=mc^2 formülü), uzay ve zamanın birlikte düşünülmesi gerektiği ve kütlenin çevresindeki uzay-zamanı büktüğü gibi teoriler ile daha önceki bilinen görüşleri değiştirmiştir. Kuantum fiziği ile birlikte modern fiziğin temelini oluşturmuştur

Özel Görelilik Teorisi

Tanım: 1905 yılında Albert Einstein tarafından ortaya atılan, zamanın göreli (hareket eden maddeye göre) olduğu (mutlak olmadığı), fizik yasalarının birbirlerine göre düzgün hareket eden tüm sitemlerde de aynı olduğu, ışık hızının gözlemciden bağımsız olduğu ve hiç bir zaman aşılamayacağı , enerji ile kütlenin eşitliği (E=mc^2 formülü) gibi konuları içeren teorisi. Kuantum fiziği ile birlikte modern fiziğin temelini oluşturmuştur. Albert Einstein 1916'da, uzay-zaman kavramı ve kütle ve çekim kavramını tanımlayan Genel Görelilik teorisini ortaya atmıştır

Genel Görelilik Teorisi

Tanım: 1916 yılında Albert Einstein tarafından ortaya atılan, uzay ve zamanın birlikte dört boyut olarak düşünülmesi gerektiği , kütle-çekim kuvvetini, kütle ve enerjinin çevresindeki uzay-zamanı bükmesi olarak açıklayan teori. Modern fiziğin kütle-çekim teorisi olarak kabul edilmektedir

Esir (Ether)

Tanım: 20. yüzyıla kadar tüm evrende, boşluğu doldurduğuna inanılan veya olup olmadığı tartışılan madde. Tüm yıldızların, gezegenlerin bu esir içinde olduğu ve işığın esir üzerinde hareket ettiği düşünülmekteydi. Bugün esirin olabileceği de savunulmaktadır

Esir Teorisi

Tanım: 18. ve 19. yüzyıllarda ışığın , elektromagnetik dalgaların ve kütle çekimin, esir adı verilen ve uzayı doldurduğuna inanılan bir madde üzerinde hareket ettiğini savunan teori

Uzay-Zaman (Uzayzaman veya Uzay Zaman)

Tanım: Uzay ve zamanı birlikte (3 boyutlu uzay ve bir de zaman boyutu) kesintisiz (sürekli) bir yapı olarak kabul eden ve kütle-çekim olayını açıklayan matematiksel model. Kütle , çevresindeki uzay-zamanı bükmesinden dolayı çevresindeki maddeleri çektiği belirtilmiştir. Bu teori Albert Einstein tarafından ortaya atılan Genel Görelilik Teorisi içinde açıklanmıştır

Galilei Göreliliği veya Değişmezliği

Tanım: Birbirine göre eylemsiz (durağan veya düzgün hareket eden) durumda olan referans çerçevelerinde (veya koordinat sistemlerinde) hareket yasaları (daha genel olarak fizik yasaları) aynıdır

Lorentz Büzülmesi (Kısalması)

Tanım: Durağan bir referans sisteminden bir gözlemcinin , kendisine göre düzgün hareket eden referans sistemindeki bir uzaklığı , hareket yönüne göre olduğundan daha kısa olarak görmesi. Hareket eden sistemdeki gözlemciler için herhangi bir kısalma yoktur ancak durağan gözlemciler uzunluğu (harekt doğrultusundaki uzunluğu) kısalmış olarak görürler. Örneğin ışık hızının %60'ı hızla giden bir referans sistemindeki bir uzunluk , durağan sistemde normal uzunluğundan %80 daha kısa görülür. Bu özellik Lorentz Dönüşümlerinden çıkarılabilmektedir.

Zaman Genişlemesi

Tanım: Durağan bir referans sistemine göre düzgün hareket eden bir referans sisteminde , durağan sistemdekine göre zamanın yavaş bir şekilde akması. Hereket eden sistemde zaman , durağan sisteme göre daha yavaş ilerler. Örneğin durağan sistemdeki 1 sn i ışık hızının %60'ı hızla giden bir referans sisteminde 1.25 sn olarak ölçülür. Bu özellik Lorentz Dönüşümlerinden çıkarılabilmektedir.

Minkowski Uzayı

Tanım: Üç konum (x,y,z) ve bir zaman boyutundan oluşan , Lorentz dönüşümüne ve özel görelilik yasalarına uygun dört boyutlu geometri. Minkowski uzayı, üç boyutlu Öklid uzayı ile özel göreliliğe uygun zaman boyutununun birleştirilmesi gibi düşünülebilir. Her dört değerden oluşan bir nokta ayrı bir fiziksel olaya karşılık geldiği kabul edilir. Hermann Minkowski tarafından ortaya atıldığı için bu ad verilmiştir

Denklik ilkesi

Tanım: Çekim kütlesi (kütle-çekim ortamındaki ivmeli hareketinden hesaplanır) ve eylemsizlik kütlesinin (ivmelenmeye (hızındaki artış veya azalmaya) karşı gösterdiği direnç) birbirine eşit olması ilkesi

Einstein'ın Özel Görelilik İle İlgili 1905'ye Annalen der Physik Dergisinde Yayınladığı Makaleler

Annalen der Physik'de 1905'de yayınlanan Özel Görelilik teorisi için önemli olan iki makale : 

  • Özel göreliliğin açıklandığı yazı. Devingen Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine - Zur Elektrodynamik bewegter Körper - On the Electrodynamics of Moving Bodies (30 haziranda dergiye ulaşmış, 26 eylülde yayınlanmıştır )
  • Enerji kütle eşitliği ile ilgili yazı. Bir Cismin Eylemsizliği Enerji İçeriğine Bağlı mıdır? - Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig ? - Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content? (dergiye 27 eylülde ulaşmış ve 21 kasımda yayınlanmıştır)
Not : Fotoelektirik etki ve İstatistik fizik ile ilgili iki yazı da fizik için önemlidir

 

 


Hızların Toplanması Kuralı ile Işık Hızının Sabitliği Yasasının Çelişkisi

Hızların Toplanması Kuralı, birbirine göre düzgün hareket eden referans sistemlerindeki (koordinatları sistemleri) gözlemcilerin birbirlerine göre hızlarının tespitinde referans sistemleri ile gözlemcilerin hızların toplanması ile bulunacağını belirtmektedir. Örneğin V hızıyla giden bir trende, w hızıyla trenin gittiği yönde bir kişi hareket ediyorsa, tren dışındaki biri yürüyen kişinin hızını V+w olarak algılar.

Işık hızının sabitliği yasası ise elektromanyetik teorinin doğurduğu zorunlu bir sonuçtur ve bu yasa özel görelilik içinde temel bir yasa olarak kabul edilmektedir.

 

Hızlarınn toplanması kuralı , Galilie Göreliliği (Değişmezliği)  (birbirine göre düzgün hareket eden referans sistemlerinde fizik yasalarının aynen geçerli olacağını belirten yasa) adı verilen bir yasaya göre ortaya çıkarılmıştır. Bu yasa ışığın sabitliği yasasınında birbirine göre hareket eden sistemlerde aynı olacağını söylemesi gerekir. Ancak hızların toplanması kuralı ışık hızının sabitliği konusu ile ihlal edilmiş olmaktadır. V hızıyla giden bir tren , trenin dışında  ve trenle aynı yönde ilerleyen bir ışık olsun. Tren içindeki bir gözlemci eğer hızların toplama kuralı doğruysa dışarıdaki ışık hızını c-v olarak ve ışık hızından küçük görmesi gerekecektir. Ancak ışık hızı  sabit olması gerektiğinden trendeki gözlemcinin ışığın hızını c-v olarak görmemesi gerekir. Bu nedenlerle iki yasa çelişkilidir. 

Galilie Göreliliği (Değişmezliği) ile ışık hızının sabitliği arasında çelişki olmadığını Özel Görelilik Teorisi ispatlamıştır. Aşağıdaki iki kabul edilen hipotezin yanlış olduğu ortaya koyulmuştur : 

  • İki olay arasından zaman aralığı referans cisminin (koordinatları sistemleri) hareketinden bağımsız olduğu
  • Sabit bir cisim üzerindeki İki nokta arasındaki mesafenin referans cisminin (koordinatları sistemleri) hareketinden bağımsız olduğu
Yukarıdaki iki ön kabul kabul edilmediği durumda Galilie Göreliliği (Değişmezliği) ile ışık hızının sabitliği konusunda çelişki kalmamaktadır

Aynı Andalık Kavramı ve Göreliliği

Birbirine göre düzgün hareket eden referans cisimlerinde (koordinat sistemleri)  birinde olan bir olayın diğerlerinde de aynı anda olduğunu söylemek mümkün değildir. Her referans cisimlernin (koordinat sistemlerinin) kendi zamanı vardır ve birinde olan bir olay diğerinde farklı bir zamanda algılanabilir.

Örneğin, bir A ve B noktasında dünyaya (dünyayı referans cismi kabul ediyoruz) göre aynı anda bir yıldırım çarptığını varsayalım. A ile B noktalarının tam ortasındaki M noktasında duran bir gözlemci biri bir saat yardımıyla A ve B noktasına yıldırımların aynı anda düştüğü tespit edebilir. 

A noktasında B noktasına v hızıyla giden bir tren olsun. Tam yıldırım düşme anında trendeki yolcu M noktası hizasında bulunsun. Bu durumda trendeki de yaya olan da A ve B ile olan mesafeleri aynı olmaktadır. Ancak trendeki bir kişi olay olduktan sonra v hızıyla B'ye yaklaşacaktır. Bu nedenle B'de oluşan bir yıldırımın ışığı A'da oluşan yılıdırım ışığından daha önce trendeki yolcuya gelecektir. Bu nedenle trendeki yolcu B'ye düşen yıldırımın ışığını daha önce, A'ya düşen yıldırımın ışığını daha sonra görecektir

Yukarıdaki örneğin gösterdiği gibi dünyaya göre aynı anda olan bir olay, trendeki gözlemciye göre aynı anda olmamıştır


İki Nokta Arasındaki Uzaklığın Göreliliği

Birbirine göre düzgün hareket eden referans cisimlerinde (koordinat sistemleri)  iki nokta arasında ölçülen mesafe diğerlerinden ölçülen mesafe ile aynı olmamaktadır. Referans cisimlerine göre zamanlar farklı olmasından dolayı (zamanın göreliliği) birim zamanda alınan yol da değişeceği için uzaklıklar eşit olmayacaktır.


Galile Dönüşüm Formülleri (Denklemleri)

Birbirine göre düzgün hareket eden iki referans çerçevesinde (koordinat sistemi) olan olayların konumlarının ve zamanının ,  birbirlerine göre dönüşümünü veren formüller. Birbirlerine göre x ekseni boyunca düzgün hareket ediyorlarsa dönüşüm denklemleri aşağıdaki gibi olacaktır :

x'=x-vt

y'=y

z'=z

t'=t

Not : Bu dönüşümler ışık hızına yakın hızlarda hareket eden cisimler için geçerli değildir ve bu koşullarda yukarıdaki dönüşümler yerine Lorentz Dönüşümleri kullanılır

Not : Bu dönüşümler ışık hızı için geçerli olmaz ve ışığın tüm eylemsiz sistemlerde (düzgün hareket eden sistemler) her zaman aynı değeri alması gerekmektedir. Yukarıdaki dönüşümler ışığın hızının sabitliği yasasına uymamaktadır


Lorentz Dönüşümünde Hızların Dönüşümü Ve Toplanması

Lorentz dönüşümüne göre , v hızıyla x ekseni boyunca düzgün hareket eden bir referans sisteminde , w hızı ile giden bir cismin hızı, duruğan durumundaki referans sisteminde aşağıdaki gibidir : 

W durağan referans sisteminde görülen hızdır. 

 


Özel Göreliliğin Temel Kabulleri veya Postülatları

Özel görelilik teorisi iki temel postülata (veya kabule) dayanır : 

  1. Görelilik Yasası (İlkesi) : Birbirine göre düzgün hareket eden (duran veya sabit bir hızla ivmelenmeden hareket eden) tüm referans çerçevelerinde (koordinat sistemlerinde) fizik yasaları aynıdır. 
  2. Işık Hızının Sabitliği : Işığın boşluktaki hızı (c) birbirine göre düzgün hareket eden (duran veya sabit bir hızla ivmelenmeden hareket eden) tüm referans çerçevelerinde aynıdır. Işığın hızı ışık hızının kaynağından veya hareket eden referans çerçevesinin hızından bağımsızdır

 

 


Özel Göreliliğin Lorentz Dönüşümü Kullanılarak Belirtilen Temel Koşulu

Özel görelilik, Lorentz dönüşümüne göre aşağıdaki gibi bir temel koşulu öne sürer : 

Fizik yasaları Lorentz dönüşümlerine göre aynı kalırlar

Bu koşulu, özel göreliliğin iki temel postülatı (eylemsizlik ilkesi - görelilik , ışık hızının sabitliği) ile Lorentz dönüşümünün birleştirilmesi gibi düşünülebilir


Özel Göreliliğe Göre Kinetik Enerji Formülü

Özel göreliliğe göre kinetik enerji formülü aşağıdaki gibidir : 

 

 

v, c hızına yaklaştıkça değer sonsuza yaklaşır. v>=c olduğunda değer anlamsız bir değer çıkar bu nedenle hiç bir cisim ışık hızını geçemez.  Üsteki mc2 ifadesi durağan durumdaki bir kütlenin enerjisidir

 


Kütle Enerji Eşitliği Formülü

Özel Görelilik teorisi sonucunda kütle ile enerjinin eş olduğu gösterilmiştir. Enerji kütle eşitlğinin aşağıdaki formül vermektedir : 

 

 

E enerji, m kütle, c ise ışık hızıdır. 


Özel Görelilikte Kütle-Enerji İlişkisi

Özel göreliliğe göre kütle ile enerji eş kavramlardır. Kütle enerjinin belirli bir hali veya ölçüsü gibi bakılabilir. Enerji kütle eşitliği aşağıdaki formüller verilir : 

 

 

Bir cisim E0 kadar bir enerji soğurursa (dışarıdan enerji alırsa) kütlesi E0/c2 kadar artar.  Tam tersi olarak maddeler dışarıya enerji verirken kütle kaybederler. 

 

 


Eylemsizlik Kütlesi ve Çekim Kütlesinin Eşitliği İle İlgili Düşünce Deneyi

Eylemsizlik kütlesi ve çekim kütlesinin eşitiliğini anlamak için kullanılan düşünce deneyi aşağıdaki gibidir : 
 
Zemininde bir m cisminin durduğu bir asansör düşünülelim. Bu cisim asansörün zeminine ağırlığı kadar (çekim kütlesi*g) kadar kuvvet uygular. Asansörü tutan ipin koptuğunu ve asansörün a ivmesiyle serbest düşmeye başladığını varsayalım. Bu durumda cisme uygulanan çekim kuvveti (eylemsizlik kütlesi*a) olacaktır. Kuvvetler eşitlenirse ivme , 
 
a=(çekim kütlesi/eylemsizlik kütlesi)*g 
 
şeklinde olacaktır.
 
Eğer çekim kütlesi ve eylemsizlik kütlesi eşit olmasaydı, a ve g değerleri birbirinden farklı olurdu. Bu durumda asansör içindeki cisimler farklı hızlarla yere düşerler ve birbirleriyle düşme sırasında çarpışırlardı. Ancak bu durum hiç bir zaman oluşmadığından çekim kütlesi ve eylemsizlik kütlesi birbirine eşit olmaktadır

Genel Göreliliğin Işığın Çekim Alanlarında Eğri Yol İzlemesi Öngürüsü

Genel göreliliğin öngürülerinden biri çekim alanlarına giren ışığın, kütle çekim etkisine giren cisimler gibi eğri bir yol izlemesiydi. Örneğin güneşe X uzaklığından geçen bir ışık (1.7 saniye/X) kadar bir açıyla eğrileceği savunulmuştur. 

Bu öngörü 1919 yılında güneş tutulması sırasında yapılan gözlemle doğrulanmıştır.  Güneşe X uzaklığından geçen bir ışık , yaklaşık (1.61 saniye/X) kadar eğrildiği doğrulanmıştır


Hareketin Göreliliği İçin Bir Örnek

Düzgün hareket eden bir tren vagonundan A kişisinin bir taş bıraktığını düşünelim. A kişisi taşın düz bir çizgi izleyerek düştüğünü görecektir. Tren dışındaki bir B kişisi ise taşın parabol bir yörünge izleyerek düştüğünü görecektir. Bu durumda hareketin trendekine A kişisi ile ve tren dışında duran B kişisine göre farklı olduğu ortaya çıkmaktadır

 

 


Çekim Kütlesi ve Eylemsizlik Kütlesi Birbirine Eşittir

Çekim kütlesi (kütle-çekim ortamındaki ivmeli hareketinden hesaplanır) ve eylemsizlik kütlesi (ivmelenmeye (hızındaki artış veya azalmaya) karşı gösterdiği direnç) birbirine eşittir
Aynı Andalık Kavramı ve Göreliliği Çekim Kütlesi ve Eylemsizlik Kütlesi Birbirin.. Denklik ilkesi Einstein'ın Özel Görelilik İle İlgili 1905'ye.. Esir (Ether) Esir Teorisi Eylemsizlik Kütlesi ve Çekim Kütlesinin Eşitl.. Galile Dönüşüm Formülleri (Denklemleri) Galilei Göreliliği veya Değişmezliği Genel Göreliliğin Işığın Çekim Alanlarında Eğ.. Genel Görelilik Teorisi Göreceli (Göreli) Görelilik Görelilik (Rölativite veya İzafiyet) Teorisi Hareketin Göreliliği İçin Bir Örnek Hızların Toplanması Kuralı ile Işık Hızının S.. İki Nokta Arasındaki Uzaklığın Göreliliği Kütle Enerji Eşitliği Formülü Lorentz Büzülmesi (Kısalması) Lorentz Dönüşümünde Hızların Dönüşümü Ve Topl.. Minkowski Uzayı Özel Göreliliğe Göre Kinetik Enerji Formülü Özel Göreliliğin Lorentz Dönüşümü Kullanılara.. Özel Göreliliğin Temel Kabulleri veya Postüla.. Özel Görelilikte Kütle-Enerji İlişkisi Özel Görelilik Teorisi Uzay-Zaman (Uzayzaman veya Uzay Zaman) Zaman Genişlemesi



Bu Sayfayı Paylaş:

İletişim Bilgileri

Takip Et

Her Hakkı Saklıdır. Bu sitede yayınlanan tüm bilgi ve fikirlerin kullanımından fibiler.com sorumlu değildir. Bu sitede üretilmiş , derlenmiş içerikleri, fibiler.com'u kaynak göstermek koşuluyla kendi sitenizde kullanılabilirsiniz. Ancak telif hakkı olan içeriklerin hakları sahiplerine aittir