Successfully reported this slideshow.
Prezentacja Paweł Laszczak KL 3LP1
<ul><li>Czas, światło i jego prędkość oraz kontrowersje związane z owymi zagadnieniami  </li></ul>
Światło <ul><li>Potocznie nazywa się tak widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzial...
Prędkość światła <ul><li>Prędkość światła w zależności od kontekstu może oznaczać: </li></ul><ul><li>prędkość fali elektro...
Prędkość światła – metody wykrywania <ul><li>Pierwszy prędkość światła zmierzył O. Rřmer (1673) poprawnie interpretując ob...
Największa istniejąca prędkość <ul><li>Według teorii względności Alberta Einsteina nic co posiada masę nie może poruszać s...
Albert Einstein  <ul><li>Albert Einstein (ur. 14 marca 1879 r. w Ulm w Niemczech, zm. 18 kwietnia 1955 r. w Princeton w US...
Szczególna teoria względności <ul><li>teoria fizyczna, stworzona przez Alberta Einsteina w 1905 roku. </li></ul><ul><li>Zm...
Postulaty szczególnej teorii względności <ul><li>Albert Einstein oparł swe rozumowanie na dwóch postulatach: </li></ul><ul...
Niezmienność prędkości światła <ul><li>Wyobraźmy sobie że lecimy na pokładzie statku który porusza się z połowiczną prędko...
  Opis doświadczenia myślowego: Paradoks bliźniąt <ul><li>Wyobraźmy że na ziemi w tym samym czasie rodzą się bliźniaki. Je...
Wyjaśnienie zjawiska paradoksu bliźniąt <ul><li>Dylatacja czasu  jest to zjawisko różnic w pomiarze czasu dokonywanym równ...
Paradoks  <ul><li>Rozważmy teraz owo zagadnienie na gruncie szczególnej teorii względności z punktu widzenia obu braci .  ...
Który z bliźniaków ma rację? <ul><li>Rozpatrzmy teraz przykład z bliźniakami, każdy z nich ma swój zegar, zegary startują ...
Dylatacja czasu a technologia  <ul><li>Zjawiska związane z dylatacją czasu stają się istotne w przypadku  niektórych techn...
Czas rozumiany względnie <ul><li>Po potwierdzeniu szczególnej teorii względności odnośnie dylatacji czasu, czas przestał b...
Podróżowanie z prędkością światła <ul><li>Mimo iż wciąż ziemska technologia nie pozwala się nawet zbliżyć ludziom do prędk...
Prędkość światła mała w galaktyce <ul><li>Dla ludzi na ziemi prędkość światła  (ok. 300.000 km/s) jest prędkością bardzo d...
Życie bez światła  <ul><li>Oczywistym jest że bez światła nasza ziemia nie wyglądałaby tak jak obecnie. Byłaby śmiertelnie...
Życie z niską prędkością swiatła <ul><li>W chmurze utworzonej z atomów sodu, schłodzonych do ekstremalnie niskiej temperat...
Zakończenie <ul><li>Autor: Paweł Laszczak  KL3LP1 Żródła: wikipedia.pl paranormalne.pl mpancz.webpark.pl  insomnia.pl port...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Prezentacja

2,395 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Prezentacja

  1. 1. Prezentacja Paweł Laszczak KL 3LP1
  2. 2. <ul><li>Czas, światło i jego prędkość oraz kontrowersje związane z owymi zagadnieniami </li></ul>
  3. 3. Światło <ul><li>Potocznie nazywa się tak widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego np. w określeniu światłocień </li></ul><ul><li>W nauce pojęcie światła jest jednak szersze (używa się pojęcia promieniowanie optyczne), gdyż nie tylko światło widzialne, ale i sąsiednie zakresy, czyli ultrafiolet i podczerwień można obserwować i mierzyć korzystając z podobnego zestawu przyrządów, a wyniki tych badań można opracowywać korzystając z tych samych praw fizyki. </li></ul>
  4. 4. Prędkość światła <ul><li>Prędkość światła w zależności od kontekstu może oznaczać: </li></ul><ul><li>prędkość fali elektromagnetycznej w próżni i wynikającą z tego stałą fizyczną (c = 299 792 458 m/s), -prędkość którą się zajmiemy </li></ul><ul><li>prędkość światła w ośrodkach materialnych. </li></ul>
  5. 5. Prędkość światła – metody wykrywania <ul><li>Pierwszy prędkość światła zmierzył O. Rřmer (1673) poprawnie interpretując obserwowane nieregularności momentów zaćmień księżyców Jowisza przez planetę jako efekt spowodowany przez różnicę czasu, w jakim światło pokonuje zmienną odległość Jowisz-Ziemia. Römer uzyskał wynik skończonej wartości c = 215 000 km/s. </li></ul><ul><li>Pomiar prędkości światła metodą badania aberracji (astronomicznej) światła przeprowadził w 1735 J. Bradley, uzyskał on wynik c = 303 000 km/s. W 1849 A.H.L. Fizeau przeprowadził pierwszy laboratoryjny pomiar prędkości światła. </li></ul><ul><li>W eksperymencie tym wiązka światła pada na szybko rotującą tarczę z równomiernie rozłożonymi na obwodzie szczelinami i przesłonami, a następnie światło przepuszczone przez szczelinę, odbija się od lustra znajdującego się w odległości l i pada ponownie na tarczę. Przy pewnej częstości obrotów światło odbite powraca przez sąsiedni otwór. </li></ul><ul><li>Fizeau uzyskał wartość c = 299 860 ± 80 km/s. </li></ul><ul><li>Obecne pomiary przeprowadza się zazwyczaj korzystając z udoskonalonej metody Fizeau. </li></ul>
  6. 6. Największa istniejąca prędkość <ul><li>Według teorii względności Alberta Einsteina nic co posiada masę nie może poruszać się szybciej niż z prędkością światła. Po dziś dzień teoria ta nie została obalona. </li></ul><ul><li>Prędkość światła została przekroczona już niejednokrotnie lecz poprzez przyspieszenie impulsu świetlnego który nie posiada własnej masy. </li></ul>
  7. 7. Albert Einstein <ul><li>Albert Einstein (ur. 14 marca 1879 r. w Ulm w Niemczech, zm. 18 kwietnia 1955 r. w Princeton w USA) – jeden z największych fizyków-teoretyków XX wieku, twórca ogólnej i szczególnej teorii względności, współtwórca korpuskularno-falowej teorii światła. Laureat Nagrody Nobla za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego. Opublikował ponad 450 prac, w tym ponad 300 naukowych. Wniósł też swój wkład do rozwoju filozofii nauki. </li></ul>
  8. 8. Szczególna teoria względności <ul><li>teoria fizyczna, stworzona przez Alberta Einsteina w 1905 roku. </li></ul><ul><li>Zmieniła ona podstawy pojmowania czasu i przestrzeni opisane wcześniej w newtonowskiej mechanice klasycznej, tak aby można było usunąć trudności interpretacyjne i sprzeczności pojawiające się na styku mechaniki (zwanej obecnie klasyczną) i elektromagnetyzmu po ogłoszeniu przez Jamesa Clerka Maxwella teorii elektromagnetyzmu . </li></ul>
  9. 9. Postulaty szczególnej teorii względności <ul><li>Albert Einstein oparł swe rozumowanie na dwóch postulatach: </li></ul><ul><li>Zasadzie względności </li></ul><ul><li>Zasada głosząca, że prawa fizyki są jednakowe we wszystkich układach inercjalnych — musi obowiązywać dla wszystkich praw zarówno mechaniki jak i elektrodynamiki. </li></ul><ul><li>Niezmienność prędkości światła </li></ul><ul><li>Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, taka sama we wszystkich kierunkach i nie zależy od prędkości źródła światła. </li></ul><ul><li>Z połączenia postulatów 1 i 2 dojdziemy do wniosku, że światło nie potrzebuje jakiegokolwiek ośrodka (eteru) do rozchodzenia się. </li></ul>
  10. 10. Niezmienność prędkości światła <ul><li>Wyobraźmy sobie że lecimy na pokładzie statku który porusza się z połowiczną prędkością światła. Nagle na naszej drodze pojawia się wrogi statek KOKSONÓW. Wystrzeliwują w naszą stronę pocisk fotonowy który porusza się z prędkością światła. Logiczne myślenie mówi nam że gdy będziemy lecieć w jego stronę to nasze prędkości powinny się zsumować czyli nasza połowiczna prędkość światła i prędkość światła pocisku. Ku naszemu zdziwieniu pocisk dalej zbliża się w naszą stronę z prędkością światła. A co stanie się jeśli zawrócimy i zaczniemy uciekać przed pociskiem fotonowym z połowiczną prędkością światła? Tu logiczne myślenie podpowiada nam że pocisk do nas doleci ale wolniej o połowiczną prędkość światła (tą z którą się poruszamy), w praktyce pocisk będzie się do nas zbliżał wciąż niezmiennie z prędkością światła. Tak więc tak czy siak jesteśmy zgubieni i nie da się tego procesu ani przyśpieszyć ani zwolnić. Tak samo owego procesu nie mogą przyśpieszyć KOKSONI chociażby lecąc szybciej podczas wystrzeliwania torpedy fotonowej, a dzieje się tak dlatego iż: Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, taka sama we wszystkich kierunkach i nie zależy od prędkości źródła światła. </li></ul>
  11. 11. Opis doświadczenia myślowego: Paradoks bliźniąt <ul><li>Wyobraźmy że na ziemi w tym samym czasie rodzą się bliźniaki. Jeden z nich dostaje na imię Andrzej a drugi Czesiek. Czesiek od początku swojego życia był niegrzeczny i nie lubił się uczyć. Andrzej natomiast był grzeczny, a nauka była dla niego chlebem powszednim. W ten sposób w wieku 20 lat Czesiek kopał rowy a Andrzej dostał się do załogi testującej nowego wahadłowca poruszającego się z prędkościami bliskimi prędkości światła. Poleciał w przestrzeń kosmiczną i po kilku latach wrócił. Ku zdziwieniu Cześka Andrzej po powrocie był młodszy od niego. </li></ul>
  12. 12. Wyjaśnienie zjawiska paradoksu bliźniąt <ul><li>Dylatacja czasu jest to zjawisko różnic w pomiarze czasu dokonywanym równolegle w dwóch różnych układach odniesienia, z których jeden przemieszcza się względem drugiego. Przez szybkość czasu rozumiemy szybkość wszystkich zjawisk zachodzących w jakimś układzie, z perspektywy innego układu. Spowolnienie szybkości czasu przy stosunkowo małych w skali kosmosu masach jest praktycznie niezauważalne, np. na powierzchni Ziemi (w odległości ok. 6400 km od środka ciężkości masy ok. 6•10 24 kg) prędkość czasu jest mniejsza tylko o ok. 0,00000000007 (11 zer) jego normalnej prędkości. Przy wielkich, skoncentrowanych masach i prędkościach zbliżonych do prędkości światła, dylatacja czasu jest już jednak taka, że czas może niemalże &quot;stanąć&quot; – w stosunku do obserwatora usytuowanego odpowiednio daleko od punktu koncentracji masy lub nie poruszającego się razem z obiektem wewnątrz którego dokonywany jest pomiar. Prościej mówiąc i grawitacja i prędkość z jaką się poruszamy ma wpływ na to jak długo żyjemy. Wsiadając do promu kosmicznego poruszającego się z prędkością bliską prędkości światła czas płynie dla nas wolniej. </li></ul>
  13. 13. Paradoks <ul><li>Rozważmy teraz owo zagadnienie na gruncie szczególnej teorii względności z punktu widzenia obu braci . 1. Bliźniak kopiący rowy pozostający na Ziemi spodziewa się, że skoro jego brat-kosmonauta poruszał się względem niego to po powrocie brat-kosmonauta powinien być młodszy. (dylatacja czasu) </li></ul><ul><li>2. Bliźniak-kosmonauta może myśleć podobnie. W jego układzie odniesienia to właśnie brat pozostały na Ziemi poruszał się względem niego, a więc to na Ziemi czas powinien płynąć wolniej, czyli to bliźniak na Ziemi powinien być młodszy od bliźniaka-kosmonauty. </li></ul><ul><li>Ale przecież obaj bracia nie mogą mieć równocześnie racji!!!!! (choć my wiemy już który ma rację postaram się to wytłumaczyć schematycznie) </li></ul>
  14. 14. Który z bliźniaków ma rację? <ul><li>Rozpatrzmy teraz przykład z bliźniakami, każdy z nich ma swój zegar, zegary startują w momencie startu rakiety. Bracia zobowiązują się do wysyłania sygnałów &quot;życzeń&quot; co 1 rok według wskazań swoich zegarów, brat astronauta po przebyciu drogi 5 lat świetlnych zawraca i powraca na Ziemię. </li></ul><ul><li>Wyjaśnienie ekspresowe: wystarczy policzyć (można na wykresie) ile życzeń wysłał każdy z braci, aby dowiedzieć się ile lat im przybyło. I tak brat na Ziemi wysłał (czerwone linie) 12 komunikatów, przybyło mu więc ponad 12 lat, zaś brat w statku wysłał 8 (zielone linie), czyli przybyło mu ponad 8 lat. Zatem brat na statku jest o blisko 4 lata młodszy (Jako że współczynnik wynosi 0,75 , to brat będący w rakiecie powinien tam spędzić 12 lat ziemskich x współczynnik, czyli 9 lat; dlaczego więc wysłał życzenia tylko 8 razy? Ponieważ 9-te życzenia złoży już osobiście na Ziemi, dokładnie w momencie przylotu). </li></ul>
  15. 15. Dylatacja czasu a technologia <ul><li>Zjawiska związane z dylatacją czasu stają się istotne w przypadku niektórych technologii, np. elektroniki, nanotechnologii lub techniki satelitarnej. Zmiany związane z dylatacją czasu musiały zostać uwzględnione między innymi w systemach nawigacji satelitarnej, np. w amerykańskim systemie GPS. Działanie GPS polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej oraz znając dokładny czas wysłania danego sygnału można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Sygnał GPS zawiera w sobie informację o układzie satelitów na niebie (tzw. almanach) oraz informację o ich teoretycznej drodze oraz odchyleń od niej (tzw. efemeryda). Odbiornik GPS w pierwszej fazie aktualizuje te informacje w swojej pamięci oraz wykorzystuje w dalszej części do ustalenia swojej odległości od poszczególnych widzianych satelitów. Wykonując przestrzenne liniowe wcięcie wstecz mikroprocesor odbiornika może obliczyć pozycję geograficzną (długość, szerokość geograficzną oraz wysokość elipsoidalną) i następnie podać ją w wybranym układzie odniesienia - standardowo jest to WGS-84 (układ), a także aktualny czas GPS z bardzo dużą dokładnością. </li></ul><ul><li>Bez uwzględnienia dylatacji czasu pomiar i kalkulacja nie byłyby dokładne. </li></ul>
  16. 16. Czas rozumiany względnie <ul><li>Po potwierdzeniu szczególnej teorii względności odnośnie dylatacji czasu, czas przestał być stałą jedną dla wszystkich. </li></ul>
  17. 17. Podróżowanie z prędkością światła <ul><li>Mimo iż wciąż ziemska technologia nie pozwala się nawet zbliżyć ludziom do prędkości światła to jest to zagadnienie jeszcze do niedawna fantastyczne. Dziś możemy snuć wymysły na temat tego ile będziemy żyć i jak będzie płynął dla nas czas przy tak wielkiej prędkości, być może już nie długo przedłużymy nasze życia. </li></ul>
  18. 18. Prędkość światła mała w galaktyce <ul><li>Dla ludzi na ziemi prędkość światła (ok. 300.000 km/s) jest prędkością bardzo dużą lecz w kosmosie względem ogółu bardzo małą. Dlatego też odległości chociażby miedzy gwiazdami liczy się latami świetlnymi. Jeden rok świetlny jest to odległość jaką pokonuje światło podczas roku czasu. Nie zastanawialiście się nad tym czy nasz los już nie jest przesądzony? Być może dawno temu gwiazdy zaczęły wybuchać, oddalone od nas galaktyki przestają istnieć, a my o tym nie wiemy. Widzimy je takie jakimi były miliony lat temu gdyż ich obecny obraz jeszcze do nas nie dotarł. </li></ul>
  19. 19. Życie bez światła <ul><li>Oczywistym jest że bez światła nasza ziemia nie wyglądałaby tak jak obecnie. Byłaby śmiertelnie głucha, sucha i ciemna. Bez światła nie ma fotosyntezy, bez fotosyntezy nie ma powietrza, bez powietrza nie ma życia. </li></ul>
  20. 20. Życie z niską prędkością swiatła <ul><li>W chmurze utworzonej z atomów sodu, schłodzonych do ekstremalnie niskiej temperatury, promień (impuls) światła zatrzymał się na ponad sekundę. Prędkość, z jaką światło przenikało przez chmurę sodu oszacowano na zaledwie 25 kilometrów na godzinę. Udowodnione jest że prędkość światła da się zwalniać, wyobraźcie sobie co byłoby gdyby prędkość światła stale utrzymywała się na poziomie 25km/h. -Przejeżdżający obok nas rowerzysta jadący szybciej niż 25km/h zostałby przez nas zobaczony z opóźnieniem. -Słońce zachodziłoby wolniej i później wstawało (przesunęłaby się doba). -Wychodząca z domu koleżanka mieszkająca od nas zaledwie 100m zostałaby zauważona 2.4 sekundy po wyjściu. Z pewnością nie chcielibyśmy żyć w takim świecie. </li></ul>
  21. 21. Zakończenie <ul><li>Autor: Paweł Laszczak KL3LP1 Żródła: wikipedia.pl paranormalne.pl mpancz.webpark.pl insomnia.pl portalwiedzy.onet.pl </li></ul><ul><li>Tony Hey: „Zwierciadło Einsteina” + zdjęcie, tło: kosmos.jpg (google.pl) + muzyka mojego autorstwa skomponowana na potrzebę prezentacji. </li></ul>

×