Relativitätstheorie

Aus SystemPhysik
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die von Albert Einstein begründete Relativitätstheorie beschreibt die Struktur von Raum und Zeit und führt die Gravitation auf die Geometrie der Raumzeit zurück. Man unterscheidet zwischen der speziellen Relativitätstheorie (1905) und allgemeinen Relativitätstheorie (1916). Die spezielle Relativitätstheorie fügt Raum und Zeit zu einer Einheit zusammen und erklärt den Übergang von einem Beobachter (Inertailsystem) zum andern mit Hilfe der Lorentz-Transformation. Aus dieser rein kinematischen Beziehung hat Einstein seine berühmte Formel abgeleitet, welche Masse und Energie zu äquivalenten (gleichwertigen) Grössen erklärt. Die allgemeine Relativitätstheorie, welche auf der speziellen aufbaut, führt die Gravitation auf die innere Krümmung der Raumzeit zurück. Diese Krümmung wird durch die Verteilung von Masse-Energie und Impuls erzeugt.

Inertialsystem

Aus der Impulsbilanz bezüglich eines Körpers mit konstanter Masse (Summe über alle Kräfte gleich Änderungsrate des Impulsinhalts) folgt mit Hilfe des kapazitiven Gesetzes (Impuls gleich Masse mal Geschwindigkeit), dass die Kräfte die Beschleunigung festlegen (Grundgesetz der Mechanik 2. Newtonsches Axiom

[math]\sum_i\vec F_i+m\vec g=m\dot\vec v[/math]

Die nur mittelbar messbare Gewichtskraft (Volumenkraft oder Impulsquelle) ist hier separat aufgeführt. Nimmt man nun noch zusätzlich an, dass die Kräfte (Impulsströme oder Impulsquellen) nur von den Distanzen zwischen den verschiedenen Körpern und ihren Relativgeschwindigkeiten abhängen, gibt es kein Argument mehr für die Unterscheidung zwischen einem absoluten Raum und den relativ dazu gleichförmig bewegten bewegten Bezugssystemen. Somit gelten in allen gleichförmig zueinander bewegten Bezugssystemen die gleichen Gesetze. Diese Klasse von Bezugssytemen nennt man Inertialsysteme

Elektrodynamik

Relativitätsprinzip

Äquivalenz von Masse und Energie

Äquivalenz von schwerer und träger Masse

Feldgleichungen