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Einführung in das Relativitätsprinzip

• Kein Mittelpunkt der Welt - Die kopernikanische Wende
• Bewegung ist relativ - Das Relativitätsprinzip
• Geschichte des Relativitätsprinzips - Historische Voraussetzungen
• Galileo- und Lorentz-Transformation - Verschiedene Sichtweisen auf den selben Vorgang
• Maximale Geschwindigkeit - Die Lichtgeschwindigkeit als absolute Grenze
• Relative Gleichzeitig - früher, jetzt und später
• Dopplereffekt - Licht ist nicht wie Schall
• relative Zeit - Zeitdilatation auf Gegenseitigkeit
• synchrone Uhren - Relative Gleichzeitigkeit II
• Längenkontraktion - relativistische Verkürzung
• Koordinatensysteme - Inertialsysteme und andere Koordinaten
• erdgebundene Koordinaten - krummlinige, rotierende Koordinatensysteme
• beschleunigte Koordinaten - Ähnlichkeit zur Gravitation
• Gravitation durch Krümmung - Der Übergang zur allgemeinen Relativitätstheorie
• Konsequenz der Krümmung - Die Schwarzschildmetrik

Begriffsklärung

• Masse: träge und schwere Masse, Schwerpunktmasse und Massendefekt
• Inertialsystem - Kartesisches Koordinatensystem

Transformationen

• Transformation von Geschwindigkeiten

Beispiele

• Massendefekt am Beispiel von Kohlenstoff 12

Experimente zur Relativitätstheorie

• Direkte Messung der Lichtgeschwindigkeit mit Röntgenquellen
• Erster Nachweis der Zeitdilatation bei Erdumrundung von Hafele und Keating
• Nachweis der gravitativen Zeitdilatation im Maryland Experiment
• Myonenzerfall im Flug - Messung der Zeitdilatation an Zerfällen
• Pionenzerfall im Flug - Lichtgeschwindigkeit bewegter Quellen
• Dopplereffekt an Neon - Direkte Messung der Zeitdilatation

Gedankenexperimente zur Relativitätstheorie

• Zwillingsparadoxon - Wie man berechnet, welcher Zwilling schneller altert
  • Zahlenbeispiel - 80% Lichtgeschwindigkeit gibt einfache Berechnungen
  • Drillingsparadoxon - wie man den Fall für zwei symmetrisch reisende löst.
• Relativistische Lochkamera - Berechnung der Abbildung mit Laufzeit-Effekten
  • Der Kameraverschluss bestimmt die Belichtung.
  • Das Objekt bestimmt die Belichtung.
• Beschleunigung in der speziellen Relativitätstheorie
  • Berechnung der Längenkontraktion
  • Berechnung der gravitativen Rotverschiebung
• Stehende Wellen in einem bewegten Laser
  • Stehende Wellen im Minkowski Diagramm

Formeln

• Relativistischer Dopplereffekt
• Schwarzschildmetrik in Standardkoordinaten und isotropen Koordinaten

Links zur Relativitätstheorie

• Links zur Lorentztransformation
• Experimente zur Relativitätstheorie

Fragen und Antworten

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