Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Spring til indhold
WikipediaDen frie encyklopædi
Søg

Egentid

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Egentid er en størrelse inden for denspecielle relativitetsteori, hvortid ogrum afhænger afinertialsystemet. Dvs. at to personer fx vil måle forskellige tider, hvis de bevæger sig ved forskelligehastigheder, hvilket kaldes fortidsforlængelse.

Egentiden er derfor defineret som en ny størrelse, der ikke afhænger intertialsystemet; den erinvariant underLorentz-tranformationer.

Definition

[redigér |rediger kildetekst]

For at finde en passende definition benyttes det differentielle4-intervalds{\displaystyle {\text{d}}\mathbf {s} }:

ds=(cdt,dx,dy,dz){\displaystyle {\text{d}}\mathbf {s} =(c{\text{d}}t,{\text{d}}x,{\text{d}}y,{\text{d}}z)}

hvort{\displaystyle t} er tiden, mensx{\displaystyle x},y{\displaystyle y} ogz{\displaystyle z} er retningerne i et givent inertialsystemS{\displaystyle {\text{S}}}.c{\displaystyle c} erlysets fart, der er Lorentz-invariant. Denne4-vektor repræsenterer en forskydning irumtiden, og selvom dens komponenter er relative, er densskalarprodukt Lorentz-invariant. Skalarproduktet er givet ved:

ds2=c2dt2dx2dy2dz2{\displaystyle {\text{d}}s^{2}=c^{2}{\text{d}}t^{2}-{\text{d}}x^{2}-{\text{d}}y^{2}-{\text{d}}z^{2}}

Intervallet har enheder af længde, så egentiden defineres derfor som intervallet divideret med lysets fart:

dτ2ds2c2{\displaystyle {\text{d}}\tau ^{2}\equiv {\frac {{\text{d}}s^{2}}{c^{2}}}}

Egentiden er altså relateret til den relative tid ved:

dτ2=dt2(1dx2+dy2+dz2c2dt2){\displaystyle {\text{d}}\tau ^{2}={\text{d}}t^{2}\left(1-{\frac {{\text{d}}x^{2}+{\text{d}}y^{2}+{\text{d}}z^{2}}{c^{2}{\text{d}}t^{2}}}\right)}

Hvis enpartikel er i sithvilesystemS{\displaystyle {\text{S}}'}, er den rumlige forskydning nul, og udtrykket reducerer derfor til:

dτ2=dt2{\displaystyle {\text{d}}\tau ^{2}={\text{d}}t'^{2}}

Egentiden er altså det samme som tiden i hvilesystemet. Mere generelt ses det, at der på højresiden er den rumlige forskydning over den tidslige forskydning, hvilket blot er hastighedenv{\displaystyle v}:

dτ2=dt2(1v2c2){\displaystyle {\text{d}}\tau ^{2}={\text{d}}t^{2}\left(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}\right)}

Denne faktor er den inverseLorentzfaktorγ(v){\displaystyle \gamma (v)} i anden. Den differentielle egentid kan derfor skrives som:

dτ=dtγ(v){\displaystyle {\text{d}}\tau ={\frac {{\text{d}}t}{\gamma (v)}}}

hvilket er udtrykket for tidsforlængelse.[1]

Eksempel

[redigér |rediger kildetekst]

Etur bevæger sig med (v{\displaystyle v}) 90 % af lysets fart. Fra start til slut måler et stillestående ur 30sekunder (Δt{\displaystyle \Delta t}). Det første ur vil derimod måle tiden:

Δτ=30 s1(0.9c)2c2=13 s{\displaystyle \Delta \tau =30{\text{ s}}\cdot {\sqrt {1-{\frac {(0.9c)^{2}}{c^{2}}}}}=13{\text{ s}}}

I urets hvilesystem går tiden altså langsommere.

Kildehenvisninger

[redigér |rediger kildetekst]
  1. Dam, Mogens (2007). "5.7 Egentiden".Introduktion til den specielle relativitetsteori(PDF) (7 udgave).Niels Bohr Institutet. s. 81-82.Arkiveret(PDF) fra originalen 29. september 2020. Hentet 16. maj 2020.
Hentet fra "https://da.wikipedia.org/w/index.php?title=Egentid&oldid=10588313"
Kategori:

[8]ページ先頭

©2009-2026 Movatter.jp