Wat is lengtecontractie?

Lengtecontractie verwijst naar een fenomeen waarin een object als korter wordt ervaren langs de dimensie van zijn beweging door een waarnemer wanneer het object in beweging is ten opzichte van die waarnemer.Het wordt ook wel Lorentz -contractie of Lorentz - Fitzgerald contractie genoemd, na natuurkundigen Hendrik Lorentz en George Fitzgerald.Hoe sneller een object beweegt ten opzichte van de waarnemer, hoe meer het zal contracteren vanuit het perspectief van de waarnemers.Dit effect is zo klein dat het te verwaarlozen is bij snelheden die mensen waarschijnlijk zullen tegenkomen in het dagelijkse leven, maar in objecten die met een aanzienlijke fractie van de lichtsnelheid bewegen, wordt het merkbaarder.

Het fenomeen van lengtecontractie is een gevolg van speciaalrelativiteit.Volgens de relativiteitstheorie is de snelheid van het licht in een vacuüm (ongeveer 300.000 kilometer of 186.000 mijl, per seconde), of C, altijd constant voor alle waarnemers.In tegentuïtief blijft dit het geval voor licht dat wordt uitgestraald van een bron die vanuit het perspectief van een waarnemer beweegt.

Stel dat een object wordt gelanceerd in de richting van het reizen van een ruimteschip die 5 kilometer per seconde (KPS) beweegt ten opzichte van de aarde, het wegstuwen van het schip met 1 kps.Een waarnemer in het schip zal het ervaren als weggaan bij 1 kps, terwijl een waarnemer op aarde het zal waarnemen op 6 kps.Als een extern licht op het schip wordt ingeschakeld, zal de waarnemer in het schip het licht detecteren dat weggaat van het schip bij C, maar de waarnemer op aarde zal ook het licht waarnemen dat beweegt bij C, niet C plus de snelheid van het schip.

Het resultaat is dat het precieze moment waarop de schepen licht een bepaalde locatie bereikt, zal variëren voor verschillende waarnemers, afhankelijk van hun snelheid ten opzichte van het ruimteschip.Bijgevolg zullen ze het oneens zijn over welke andere gebeurtenissen op datzelfde moment plaatsvonden.Dit wordt de relativiteitstheorie van gelijktijdigheid genoemd.

Hoe dit verband houdt met een gedetecteerde objecten wordt vaak verklaard in het volgende gedachte -experiment.Stel je een rij gesynchroniseerde klokken voor, waarbij elke klok kan meten wanneer het linker- en en rechteruiteinde van een bewegend object ervoor gaat.Nadat een object voorbij de rij klokken wordt beweegt, kan een waarnemer de lengte bepalen door de afstand te berekenen die twee klokken van elkaar zouden moeten zijn om de rechterkant van het object op hetzelfde moment te bereiken.klok.

Twee waarnemers die een referentiekader delen, komen overeen met de lengte.Aangezien de meting is gebaseerd op welke gebeurtenissen tegelijkertijd plaatsvinden, zullen waarnemers in beweging ten opzichte van elkaar echter niet overeenkomen over de lengte.Hoe groter een waarnemerssnelheid ten opzichte van de klokken, hoe meer hun metingen zullen verschillen van die van een waarnemer in Rest ten opzichte van hen.

Het effect van lengtecontractie groeit bij hogere snelheden.Een object dat 0,05 ° C (5 procent van de lichtsnelheid), ongeveer 14.990 kilometer (9.314 mijl) per seconde beweegt, lijkt zeer licht te worden ingekort naar een stationaire waarnemer mdash;Ongeveer 99,87 procent van zijn lengte in rust als het parallel is georiënteerd aan de lijn van zijn beweging.De lengte die door de waarnemer wordt gezien, samentrekt tot 97,79 procent van zijn lengte in rust bij 0,2C, 91,65 procent bij 0,4 ° C en 71,41 procent op 0,7 ° C.Bij 0,9 ° C wordt de gedetecteerde objecten verlaagd tot 43,58 procent, en bij 0,999 ° C samentrekt het tot slechts 4,47 procent.Dichter bij C -contractie groeit nog extremer, hoewel de lengte nooit tot nul contracteert.

Als er een waarnemer is die met het object reist, beschouwt deze waarnemer het object niet als contracting omdat, vanuit zijn of haar perspectief, de relatieve snelheid vanHet object is nul.In dat referentiekader van de waarnemers is het object stationair, terwijl de rest van het universum in beweging is ten opzichte van de waarnemer, en dus vanuit dat perspectief van de waarnemers is het de rest van het universum dat samentrekt.

De verandering in de meetRode lengte van een object dat lengte -samentrekking ondergaat, verschilt van hoe het object daadwerkelijk visueel zou verschijnen, zoals te zien door het menselijk oog of een camera, omdat een object dat snel genoeg beweegt om een merkbare lengtecontractie te produceren, beweegt met een aanzienlijk percentage van de snelheid van zijneigen licht.Bij dergelijke snelheden zullen fotonen uit verschillende delen van het object tegelijkertijd de waarnemer op aanzienlijk verschillende tijden bereiken, waardoor het visuele uiterlijk van de objecten vervormt.Aldus zou een object met hoge snelheid naar een waarnemer bewegen, zodat het daadwerkelijk langer zou verschijnen voor visuele inspectie ondanks lengtecontractie.Een object dat van de waarnemer weggaat, zou er korter uitzien vanwege hetzelfde vertragingseffect, bovenop de werkelijke lengtecontractie, en een object dat langs de waarnemer gaat, lijkt scheef of gedraaid te zijn.