Erster Einblick
Relativitätstheorie
Klasse 10, 11
- Warum vergeht die Zeit für schnell Bewegte langsamer?
- Was hat GPS mit EINSTEIN zu tun?
Schlau Fassung
Relativitätstheorie – erster Einblick
- Ausgangspunkt: Die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter gleich (MICHELSON-MORLEY) – egal, wie sich Quelle oder Beobachter bewegen.
- Folge: Zeitdilatation (bewegte Uhren gehen langsamer) und Längenkontraktion – im Alltag unmerklich, bei hohen Geschwindigkeiten gemessen (Myonen aus der Höhenstrahlung erreichen den Boden!).
- GPS muss relativistisch korrigieren: Satellitenuhren gehen pro Tag etwa 38 Mikrosekunden anders – ohne Korrektur läge die Position täglich Kilometer daneben.
- \(E = mc^2\): Masse und Energie sind äquivalent – Grundlage von Kernenergie und Sonnenleuchtkraft.
Aufgaben
- Myonen entstehen in 10 km Höhe und leben (ruhend) nur 2,2 µs – selbst mit Lichtgeschwindigkeit kämen sie nur 660 m weit. Warum erreichen sie trotzdem den Boden?
Lösung
Aus unserer Sicht ist ihre „innere Uhr“ durch die Zeitdilatation stark verlangsamt (aus ihrer Sicht ist die Strecke kontrahiert) – eine direkte Bestätigung der Relativitätstheorie.