Targowisko korepetycji  |  Zadania z olimpiad i konkursów!  |  Olimpiada fizyczna 2014/2015
Ars Physica Zamkor
  •  FAQ  •   Szukaj  •   Użytkownicy  •   Grupy  •  Rejestracja  •   Zaloguj


Poprzedni temat :: Następny temat
Einstein
Autor Wiadomość
marunio 


Wiek: 19
Posty: 17
Wysłany: 2017-08-10, 20:13   Einstein

Mam parę pytań z OTW:
1.Masa Słońca zakrzywia czasoprzestrzeń w taki sposób, że choć Ziemia porusza się po linii prostej w czterowymiarowej czasoprzestrzeni nam się wydaje, że wędruje ona po orbicie eliptycznej w przestrzeni trójwymiarowej.
Ja tego nie rozumiem… dlaczego Ziemia ma się poruszać w linii prostej??
2. Czas płynie wolniej w pobliżu ciał o dużej masie, takich jak Ziemia i wynika to ze związku między E światła i jego częstością.
Wiem, że E=hf. Tylko nie wiem czemu w miarę jak światło wędruje w górę w polu grawitacyjnym Ziemi jego E maleje… ?Odbija się od Ziemi i E maleje?? Dlaczego maleje?? I dlaczego wydaje nam się, że blisko Ziemi czas płynie wolniej?
3. Paradoks bliźniąt. Jeśli ktoś poruszałby się ze stałą prędkością=c i nie hamował rakietą to czas płynąłby dla niego tak samo jak dla bliźniaka na Ziemi? Ale że rakieta musi zahamować i wrócić na Ziemię- to dlaczego czas płynie wolniej w rakiecie??
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 27
Posty: 1012
Wysłany: 2017-08-14, 14:39   Re: Einstein

marunio napisał/a:

Ja tego nie rozumiem… dlaczego Ziemia ma się poruszać w linii prostej??


"Linia prosta" oznacza tu najkrótszą krzywą łączącą dwa punkty. Na płaszczyźnie to odcinek, na sferze to łuk koła wielkiego. A czasoprzestrzeni to różne rzeczy mogą być. Takie "linie proste" nazywamy geodezyjnymi. A dlaczego swobodna Ziemia nieoddziałująca z niczym innym ma poruszać się po geodezyjnej? Na to nie da się odpowiedzieć, tak po prostu jest, taki mamy Wszechświat...

Cytat:
2. Czas płynie wolniej w pobliżu ciał o dużej masie, takich jak Ziemia i wynika to ze związku między E światła i jego częstością.


Skąd wziąłeś tę informację?

Cytat:
Tylko nie wiem czemu w miarę jak światło wędruje w górę w polu grawitacyjnym Ziemi jego E maleje… ?Odbija się od Ziemi i E maleje?? Dlaczego maleje?? I dlaczego wydaje nam się, że blisko Ziemi czas płynie wolniej?


Zadajesz pytania na które ciężko odpowiedzieć jakościowo... Ogólnie, obserwator zewnętrzny widzi, że zegary znajdujące się w "studni potencjału grawitacyjnego" płyną wolniej.

Cytat:
3. Paradoks bliźniąt. Jeśli ktoś poruszałby się ze stałą prędkością=c i nie hamował rakietą to czas płynąłby dla niego tak samo jak dla bliźniaka na Ziemi? Ale że rakieta musi zahamować i wrócić na Ziemię- to dlaczego czas płynie wolniej w rakiecie??


1. Nic co ma masę nie może poruszać się z prędkością c.
2. Podstawowa rzecz - każdemu czas płynie tak samo! Każdemu zegar tyka jedną sekundę na sekundę. Natomiast inne jest to co my widzimy u kogoś. Paradoks bliźniąt polega na tym, że jeden bliźniak widzi, że zegar drugiego tyka wolniej. I na odwrót, drugi widzi to samo u pierwszego. Nie ma to natomiast znaczenia, ważne jest to co zobaczą jak się spotkają i porównają zegary. A żeby tak się stało to jeden z bliźniaków musi zawrócić. Tu: https://www.matematyka.pl/408502.htm kiedyś to komuś opisywałem :)
 
   
marunio 


Wiek: 19
Posty: 17
Wysłany: 2017-08-16, 15:52   Re: Einstein

marunio napisał/a:


Cytat:
2. Czas płynie wolniej w pobliżu ciał o dużej masie, takich jak Ziemia i wynika to ze związku między E światła i jego częstością.


Skąd wziąłeś tę informację?


Od Hawkinga (z jego ksiazki) i jej kompletnie nie rozumiem... Czy widzisz moze zwiazek?

A wracając do paradoksu blizniat. Przytocze Twoja wypowiedz:
"Odległość" w czasoprzestrzeni to nie to samo co odległość w "przestrzeni". Ba, ta w czasoprzestrzeni może być ujemna! Bliźniak w rakiecie pokonuje krótszą odległość w czasoprzestrzeni. Tak modelujemy czasoprzestrzeń w STW, głównie dlatego bo (jak to w fizyce bywa) takie podejście jest 100% zgodne z danymi doświadczalnymi.

Dlaczego blizniak w rakiecie pokonuje krotsza odleglosc w czasoprzestrzeni? Jak mam rozumiec odleglosc w czasoprzestrzeni i czym sie rozni od zwyklej odleglosci w przestrzeni?
I co to ozancza, ze odleglosc jest ujemna?
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 27
Posty: 1012
Wysłany: 2017-08-17, 10:42   Re: Einstein

marunio napisał/a:

Od Hawkinga (z jego ksiazki) i jej kompletnie nie rozumiem... Czy widzisz moze zwiazek?


Później sprawdzę wyprowadzenie.

Cytat:
Dlaczego blizniak w rakiecie pokonuje krotsza odleglosc w czasoprzestrzeni? Jak mam rozumiec odleglosc w czasoprzestrzeni i czym sie rozni od zwyklej odleglosci w przestrzeni?
I co to ozancza, ze odleglosc jest ujemna?


Zwykłą odległość w przestrzeni liczysz korzystając z "twierdzenia Pitagorasa" (pomijam pierwiastek) , natomiast w czasoprzestrzeni "odległości" liczy się korzystając ze wzoru lub w innej konwencji . Dlaczego tak? Cóż, można to trochę uzasadnić, ale pełnego uzasadnienie nie ma - taki jest Wszechświat i taki sposób mierzenia "odległości" (nie jest to odległość w zwykłym sensie) w czasoprzestrzeni daje nam wyniki zgodne z doświadczeniem. A to "trochę uzasadnienie" wygląda tak:
światło w każdym inercjalnym układzie odniesienia porusza się z prędkością c, rozpatruję zatem ruch w dwóch różnych układach i piszę (ze związku v=s/t)

.
Jeśli podniosę to do kwadratu i przeniosę wszystko na jedną stronę i zdefiniuję sobie

to widzę, że dla światła wielkość ta jest w każdym układzie odniesienia taka sama i równa zeru. I teraz zakładamy sobie, że wielkość ta mierzy nam "odległości" (w nieco innym sensie) w czasoprzestrzeni dla ruchu dowolnego ciała, nie tylko światła. Wyprowadzamy mierzalne wielkości, sprawdzamy z doświadczeniem i okazuje się, że wszystko się zgadza, zatem zostajemy z naszym założeniem.
Tylko taki sposób mierzenia "odległości" powoduje, że to co obliczamy jest tym mniejsze im dłuższa (w naszym zwykłym sensie) jest narysowana przez nas linia. "Nasz sens" dawałby nam na płaszczyźnie długość , a w czasoprzestrzeni mamy .
 
   
marunio 


Wiek: 19
Posty: 17
Wysłany: 2017-08-17, 20:37   

DZIĘKI. A wrcając do poprzedniego pytania- czym się różni czestosc od czestotliwosci? Wczesniej myslalem, ze to synonimy, ale chyba jednak nie...
I dlaczego Hawking pisze o zwiazku miedzy E swiatla i jego czestoscia.

Może przytoczę fragment książki: Kolejną konsekwencją OTW jest stwierdzenie, że czas powinien płynąć wolniej niż w pobliżu ciał o dużej masie takich jak Ziemia. Wynika to z istnienia związku między energią światłą i jego częstością (liczba fal światłą na sekundę): im większa E tym większa częstość. W miarę jak światło wędruje w górę w polu grawitacyjnym Ziemi, jego E maleje, a zatem maleje też jego częstość (co oznacza wydłużanie się przedziału czasu między kolejnymi grzbietami fal).
CHODZI O TO, ŻE ŚWIATŁO ODBIJA SIĘ OD ZIEMI I LECI W GÓRĘ?
Myślałem, że idzie do Ziemi, a nie wędruje w górę.
Dalej: Komuś obserwującemu Ziemię z góry wydawałoby się, że wszystko na jej powierzchni dzieje się wolniej. I piszą, że na wieży ciśnień zamontowano zegary i ten dolny chodził wolniej.
CO DO TEGO MA CZĘSTOŚĆ? DLACZEGO TO WPŁYWA NA ZEGARY?
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 27
Posty: 1012
Wysłany: 2017-08-24, 21:09   

marunio napisał/a:
DZIĘKI. A wrcając do poprzedniego pytania- czym się różni czestosc od czestotliwosci?


Częstość i częstotliwość różnią się o stałą . W przypadku fali częstość nie ma tak klarownej interpretacji jak częstotliwość, na upartego coś się dorobi, ale na poziomie podstawowym można to sobie darować.

Cytat:
I dlaczego Hawking pisze o zwiazku miedzy E swiatla i jego czestoscia.


Bo to książka popularnonaukowa, a w tych ludzie lubią mieszać milion rzeczy. Mówi on o fotonach - kwantach kwantowego (nie klasycznego!) pola elektromagnetycznego - których energia dana jest przez związek z częstotliwością "stowarzyszonej" z nimi fali: , h to stała Plancka. Ja uważam, że odwoływanie się do obiektów kwantowych by "udowodnić" coś w teorii klasycznej, jaką jest OTW, jest mąceniem w głowie.

Cytat:
Kolejną konsekwencją OTW jest stwierdzenie, że czas powinien płynąć wolniej niż w pobliżu ciał o dużej masie takich jak Ziemia.


Konkretniej, obserwator patrzący z daleka zauważy, że np. w pobliżu Ziemi zegary tykają wolniej niż jego zegary.

Cytat:
Wynika to z istnienia związku między energią światłą i jego częstością (liczba fal światłą na sekundę): im większa E tym większa częstość. W miarę jak światło wędruje w górę w polu grawitacyjnym Ziemi, jego E maleje, a zatem maleje też jego częstość (co oznacza wydłużanie się przedziału czasu między kolejnymi grzbietami fal).


To takie naciągane argumentowanie dla laików, które nie wiem czy ma ścisły sens, ale trzeba by tu popatrzeć w taki sposób:
Pomyśl sobie o piłce rzuconej do góry. Jej energia kinetyczna maleje, co przejawia się w zmniejszaniu się prędkości. Jako, że energia światła nie zależy od prędkości, to w takim lecącym do góry świetle zmniejszy się to od czego energia zależy - częstotliwość. I takie światło odbierane daleko będzie miało zmniejszoną częstotliwość, czyli będzie przesunięte ku czerwieni. Natomiast stwierdzenie, że spowolnienie czasu wynika z takiej a nie innej zależności energii fotonów (obiektów kwantowych, a OTW jest teorią klasyczną) od częstotliwości to dla mnie jest na chwilę obecną po prostu nieprawda.

Cytat:
Myślałem, że idzie do Ziemi, a nie wędruje w górę.


Jak mogłeś myśleć, że idzie do Ziemi, skoro wyraźnie jest napisane "w miarę jak światło wędruje w górę"? ;)

Cytat:
Dalej: Komuś obserwującemu Ziemię z góry wydawałoby się, że wszystko na jej powierzchni dzieje się wolniej. I piszą, że na wieży ciśnień zamontowano zegary i ten dolny chodził wolniej.
CO DO TEGO MA CZĘSTOŚĆ? DLACZEGO TO WPŁYWA NA ZEGARY?


Nie wpływa na zegary. Ja bym powiedział bardziej, że to przesunięcie ku czerwieni służy nam za narzędzie pomiaru czasu i pozwala stwierdzić, że faktycznie przy Ziemi zegary chodzą wolniej niż nasze na górze. Ale w żadnym wypadku nie jest to przyczyna.

Za to kocham książki popularnonaukowe, bo niektórzy autorzy (niezależnie od tego jak dobrymi są fizykami) wymyślają naciągane, a czasem wręcz nieprawdziwe, argumenty by tylko przekazać i "udowodnić" pewne nieoczywiste fakty. Jak dla mnie to więcej szkody przynosi niż pożytku...
 
   
marunio 


Wiek: 19
Posty: 17
Wysłany: 2017-08-25, 21:41   

Częstość i częstotliwość różnią się o stałą- a bardziej intuicyjnie można te dwie wielkości rozróżnić?

I czy to, że zegary chodzą wolniej bliżej Ziemi wynika tylko z faktu doświadczalnego i nie da się tego logicznie uzasadnić?
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 27
Posty: 1012
Wysłany: 2017-08-26, 00:04   

Da się, wynika to z modelu OTW, ale ogarnięcie tego modelu wymaga znajomości dość zaawansowanej matematyki. Dlatego popularyzatorzy wymyślają różne dziwne proste argumenty. Da się natomiast dość łatwo wyprowadzić ten efekt w przybliżeniu. Wyślę na PW ;)

Co do częstości vs częstotliwości - najbardziej intuicyjne rozróżnienie pojawia się w ruchu po okręgu. Częstość to synonim prędkości kątowej i mówi nam jaki kąt ciało zakreśla w jednostce czasu. Częstotliwość mówi nam ile okręgów zakreśli ciało w jednostce czasu. Zakreślony kąt i "liczba zakreślonych okręgów" są ze sobą w prostej relacji, gdyż jeden pełny okrąg odpowiada kątowi radianów. Stąd taka zależność między częstością, a częstotliwością.
 
   
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  




Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group
Template FISubSilver v 0.3 modified by Nasedo
Kontakt: kontakt@fizyczny.net
Przejdź na stat4U