Hä, wann hatten wir das denn?!
Ein Gedanken den Ihr bestimmt kennt. Er tritt bei mir häufig auf, wenn sich mein Kopf mit sehr hohem Erfolg bereits gelerntem Gedankengut wieder entledigt. Aber heute war es tatsächlich mal anders.
Im Moment bin ich mit dem Repetitorium zu Experimentalphysik 2 beschäftigt. Bei einem Repetitorium handelt es sich um einen Wiederholungskurs, der meistens vor der Zweitklausur stattfindet— Wenn Ihr daran Interesse habt, schaut Euch doch Kims Artikel dazu an :). Trotz häufiger Abwesenheit bei der Exphy-Vorlesung im Semester, hatte ich bis zum letzten Tag des Repetitoriums immer eine gute Vorstellung wovon das Repetitorium handelte, zumindest bis zum letzen Tag. Denn ich war total überrascht, dass wir in der Vorlesung die spezielle Relativitätstheorie behandelt haben.
Ich hatte noch eine ungefähre Vorstellung aus der Schule was Zeitdilatation, Längenkontraktion und relativistische Energie meint, hatte diese Begriffe jedoch nie gänzlich verstanden. Deshalb dachte ich wohl, dass Relativitätstheorie egal ob spezielle oder allgemeine total abgespaced sind und nur schwer verständlich. Die Wiederholungsvorlesung hat dann aber im Bezug auf die spezielle Relativitätstheorie für Klarheit gesorgt und mir gezeigt, dass auch die Mathematik hinter der spez. Relativität nicht super kompliziert ist und das lediglich Einsteins Ideen völlig neu waren. Ich denke deshalb hatte ich in der Schule Probleme mit Relativität, weil ich mich fragte, wie ich auf solche Ideen die zur Relativitätstheorie führten kommen solle.
Im Repetitorium habe ich festgestellt, wie cool es ist über relativ bewegte Objekte nachzudenken. Dementsprechend möchte ich Euch ein Gedankenexperiment kurz vorstellen.
Stellt Euch vor Ihr steht auf einem Anlegesteg und beobachtet, wie ein Segelboot mit einer Geschwindigkeit v vorübersegelt. Der Mast (Länge l) des Schiffes schließe mit dem Deck ein Winkel ein. Nun ist die Frage, welchen Winkel Ihr als Beobachter auf dem Steg wahrnehmt?
Betrachten wir dafür die Grundlagen der spez. Relativitätstheorie:
a) die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen konstant b) Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt.
Aus diesen beiden Axiomen geht nach einer mathematischen Herleitung hervor, dass bewegte Uhren für den Beobachte langsamer laufen (Zeitdilatation) und, dass bewegte Objekte dem Beobachter verkürzt erscheinen (Längenkontraktion). Wichtig ist, dass die Effekte erst spürbar auftreten, wenn man sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Ich verzichte bewusst darauf die Formeln anzugeben, weil ich Euch nicht verwirren will und man auch so verstehen kann, worauf ich hinaus will.
Jetzt kann man sich gut überlegen, was beim Segelboot passieren wird. Durch die Längenkontraktion erscheint der vordere Teil des Bootes verkürzt, sodass der Winkel zwischen Mast und Seil für den Beobachter kleiner wird. Er wird natürlich auf dem Schiff nicht kleiner, aber dem Beobachter erscheint es so. Cool oder? Ich feier es auf jeden Fall :).
Wenn Ihr Euch für solche Fragestellungen interessiert denkt doch mal darüber nach: “Wenn sich nichts im Weltraum relativ zueinander bewegt, also alles still steht, kann es dann Zeit geben?” Mir kam der Gedanke als ich mit meiner Freundin über den Film Arrival gesprochen habe. Denkt daran was passiert, wenn man sich mit einem Raumschiff mit sehr hoher Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit von der Erde entfernt und nach ein paar Jahren zurückkommt. Was hat sich verändert und warum?
Die Klausur zu Exphy 2 ist übrigens ganz gut gelaufen. Ich habe meine beste Note bis jetzt geschrieben und überlege, ob ich im nächsten Sommersemester vielleicht ein Tutorium zu Exphy 2 machen möchte. Die spezielle Relativitätstheorie kam zwar kaum dran, aber immerhin habe ich jetzt verstanden worum es dabei geht.
Für diejenigen, die jetzt anfangen zu studieren: Viel Spaß in der O-Phase!
Bis Bald, Aaron
