Samenvatting

Samenvatting University Physics - Fysica van golven en deeltjes

0 keer verkocht

Instelling
Universiteit Gent (UGent)

Alle info die je nodig hebt voor het examen fysica van golven en deeltjes

[Meer zien]

Voorbeeld 4 van de 34 pagina's

Bekijk voorbeeld

Geupload op 29 januari 2025
Aantal pagina's 34
Geschreven in 2024/2025
Type Samenvatting

kwantummechanica
relativiteit
fysica
licht
fotonen
fysica van golven en deeltjes

€7,99

In winkelwagen

Opslaan

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Fysica van golven en deeltjes
37. Relativiteit
37.1 Invariantie in fysische wetten
Einsteins eerste postulaat
De wetten van de fysica zijn dezelfde in elk inertiaalstelsel (= assenstelsel waarin
een deeltje waarop geen kracht wordt uitgeoefend, een eenparig rechtlijnige
beweging volgt, bv. stelsel met constante snelheid).
 Alle waarnemers zijn gelijkwaardig. De natuurwetten hebben voor alle
waarnemers dezelfde wiskundige vorm.
 Enkel de relatieve beweging van het ene assenstelsel t.o.v. het andere kan
gedetecteerd worden. “Absolute” beweging door de ruimte is zonder
betekenis.

Einstein’s tweede postulaat
De lichtsnelheid in vacuüm , c, is dezelfde in elk inertiaalstelsel en is
onafhankelijk van de beweging van de bron.

Ultieme snelheidslimiet
Het is voor een inertiële waarnemer niet mogelijk om te reizen met c, de
lichtsnelheid in vacuüm.
Als dit wel zou kunnen en een spaceshuttle met snelheid c staalt een lichtstraal
uit met snelheid c zou een waarnemer op aarde de spaceshuttle en het licht op
dezelfde plek moeten waarnemen.
(Experimentele test: meten van de kinetische energie en snelheid van
relativistische elektronen. Hier werd aangetoond dat de elektronen nooit snelheid
c halen en dat dit het snelheidslimiet is.)

Newtoniaanse mechanica
Galileaanse coördinaten transformatie: het assenstelsel S’ beweegt relatief t.o.v.
S. de afstand tussen de 2 oorsprongen is ut. (Het is belangrijk dat de positieve x-
as van S ligt in de beweegrichting van S’.) Dus snelheiden worden gewoon
opgeteld, bv. 0.5c + 0.6c = 1.1c.

,Gevolgen hiervan:
 De galileaanse snelheidstransformatie is niet verenigbaar met het tweede
postulaat
o Andere coördinaatentransformatie nodig, namelijk Lorentz
transformatie
 De Newtoniaanse notie van een absolute tijd (Absolute, ware en
mathematische tijd, van zichzelf en vanuit zijn eigen aard, stroomt
gelijkmatig zonder relatie tot iets externs) moeten we herzien.
o Relativiteit van gelijktijdigheid

37.2 Relativiteit van gelijktijdigheid
Een gebeurtenis heeft een bepaalde plaats en tijd. Twee gebeurtenissen zijn
gelijktijdig als ze op hetzelfde moment gebeuren. (let op: een waarnemer hoeft
de gebeurtenissen niet op hetzelfde moment waar te nemen!)

Waarover zijn ze het eens?
 De golffronten bereiken Stefan op hetzelfde ogenblik
 De golffronten bereiken Meltem niet op hetzelfde ogenblik

,Waarover zijn ze het oneens?
 Meltem: de blikseminslagen in A’ en B’ gebeuren niet gelijktijdig
 Stefan: de blikseminslagen in A’ en B’ gebeuren gelijktijdig
De uitspraken van beide waarnemers zijn correct in hun referentiestelsel
 Gelijktijdigheid is relatief
 Gevolgen van het meten van tijdsintervallen

37.3 Relativiteit van tijdsintervallen
Meltem zit op de trein en ziet hoe een lichtbron een lichtstraal uitstraalt naar een
spiegel die hem op dezelfde lijn terug straalt. Stefan merkt deze gebeurtenis op
maar het tijdsinterval die de gebeurtenis inneemt is groter dan bij Meltem.

Wanneer je een relatie zoekt tussen beide tijdsintervallen bekom je volgende
formule. Deze toont aan dat het tijdsinterval die Stefan waarneemt groter is dan
die van Meltem.

Tijdsdilatatie
Bewegende klokken zijn trager!
Het tijdsinterval gemeten door de waarnemer die beweegt ten opzichte van de
klok is langer dan het tijdsinterval gemeten door de waarnemer die in rust is ten
opzichte van de klok.

, ∆t0: eigentijd, met andere woorden het tijdsinterval tussen twee gebeurtenissen
die zich voordoen op dezelfde plaats in een bepaald assenstelsel, zoals gemeten
door een waarnemer die in rust is in dat assenstelsel (het “rustassenstelsel” van
de waarnemer)
Lorentzfactor:

Tijdsdilatatie:

De Lorentzfactor in functie van de relatieve snelheid:

Waarnemers meten dat een klok langzaam loopt als deze ten opzichte van hen
beweegt

(extra) Voorbeeld: waarneming van tijdsdilatatie
Muonen geproduceerd door kosmische straling
 De straling die verantwoordelijk is voor het ontladen van een elektroscoop
is van buitenaardse oorsprong -> cosmic rays
 Door interactie tussen primaire geladen deeltjes en atomen in de hogere
atmosfeer worden secundaire deeltjes, waaronder muonen, gevormd die
met relativistische snelheid richting aardoppervlak bewegen.
 Muonen hebben een zeer korte levenstijd maar een heel hoge snelheid
(0.999c) dus kunnen hoogenergetische muonen geproduceerd in de
atmosfeer gemakkelijk het aardoppervlak bereiken.
(extra) Voorbeeld: GPS
Door vergelijken van de tijdsverschillen met de posities van de satellieten
kunnen we een afstand bepalen met een nauwkeurigheid van enkele
meter. Dit kan ook alleen maar door rekening te houden met tijdsdilatatie.

Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:

Bewezen kwaliteit door reviews

Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!

In een paar klikken geregeld

Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard en je bent klaar. Geen abonnement nodig.

Focus op de essentie

Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.