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아인슈타인의 상대성 이론

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by

효신 김

on 17 April 2016

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Transcript of 아인슈타인의 상대성 이론

아인슈타인의 상대성 이론
고전물리학의 문제점
1. 흑체복사 그래프의 자외선 파탄
마이컬슨-몰리 실험
마이컬슨-몰리 실험
에테르 속에서 지구가 운동하고 있기 때문에 운동방향에 따라서 빛의 속도가 달라질 것이다!
특수 상대성 이론
의 등장
고전 물리학
1. 뉴턴 역학
2. 맥스웰의 전자기학
고전물리학의 문제점
2. 상대성 원리 - 전자기학에서의 문제
고전물리학의 문제점
누가 정지해 있는 것인가...
3. 에테르의 존재 여부 - 매질
모든 파동은 매질을 통해서 전달된다!
빛도.........
생각해보자!
실험해보자!
But!!!
- 아인슈타인, 에테르의 존재를 포기하다!
1. 균일하게 움직이는 모든 좌표계에서는
모든 자연계의 법칙이 동일하다.
-
상대성 원리 (절대 운동이라는 것은 없다!)

2. 광속은 광원이나 관측자의 운동에 관계
없이 항상 같은 값으로 측정된다.
-
광속도 불변의 원리
기차에서의 사고실험
1) 움직이는 기차 안에서 관측할 때
2) 기차 밖에서 정지한 상태에서 관측할 때
특수 상대성 이론의 가정
고전적으로는.....?
시간 측정!!
두 관성계에서 측정한 시간간격이
서로 다르다!
빛의 속도에 대비한 시간지연
움직이는 시계가 천천히 가는 것으로 관측된다!
길이 수축
시간지연의 결과와 연결지어 생각해보면...
광속에 대비한 길이 수축
시간 측정의 의미...
두 관성계에서 측정한 시간 자체가 다르다!
관측자가 몇 명 필요한가요?
시공간 좌표...
시간 지연과 길이 수축
믿을 수 있나?
로렌츠 변환식
로렌츠 변환
시공간 좌표를 부여하자!
로렌츠 변환의 응용
사건이 발생한 곳의 시공간 좌표를 적어봅시다~
"뱀과 도끼의 역설"
상대론적 고유 길이가 100cm인 뱀이 v=0.6c의
속력으로 탁자의 오른쪽으로 움직이고 있다. 개구쟁이 소년이 이 뱀을 놀리고 싶어 두 도끼를 100cm 간격으로 들어 탁자 위로 동시에 내리쳐서 왼쪽의 도끼가 뱀의 꼬리 뒤에 바짝 붙어 찍히도록 하려고 한다.
1) 소년은 뱀의 길이가 수축되어 다치지 않는다고 주장한다.
2) 뱀은 두 도끼 사이의 거리가 수축되어 자신이 부상을 당할것이라 주장한다.
누구의 말이 맞는가??
상대론적 속도합
상대론에서의 운동량
P=mv 는 상대론에서도 사용할 수 있을까?
올바른 상대론적 운동량
고전역학과 상대론에서 운동량에 대한 물체의 속도 그래프를 그려보자!
쌍둥이 역설
우주여행을 마치고 지구로 돌아온 쌍둥이 동생과 지구에 남아있던 쌍둥이 형.....
누구의 나이가 더 많이 들었을까?
상대론적 에너지
상대론적 운동량과 에너지
만약 입자의 질량이 없다면?
움직이지 않는 물체가 갖고 있는 에너지는?
일반상대성 이론의 등장
가속효과와 중력을 포함하자!
등가원리
상대론에서의 힘
운동량과 힘의 관계는 여전히 성립한다!
- 일반상대성 이론의 기본원리
중력의 효과가 공간의 기하학과 관련이 있다!
일반상대론의 예측
일반상대론의 예측
이차원 충돌의 경우를 고려해봅시다!
- 형태가 바뀌어야 할 듯.....
에너지는 어떤 식을 써야 할까.....?
중력은 시간을 천천히 흘러가게 만든다!
어떤 시계가 천천히 작동할까?
중력에 의한 빛의 휨!
중력파의 발견
질량에 의한 시공간의 왜곡
거대한 질량의 변화
중력파 발생 이론
두 블랙홀의 충돌
두 블랙홀의 충돌과정
두 블랙홀의 충돌 과정
중력파 검출 - LIGO
중력파 검출
전세계 중력파 검출기
중력파 검출 - LIGO에서의 측정
양성자 크기의 1/10000 정도 수준...
중력파 검출의 의의
우주를 관측할 수 있는 강력한 도구를 얻었다!
해석이 다를 수 있다!
중력의 효과와 가속운동의 효과를 구분할 수 없다!
일반상대성 이론의 예
중력파 에너지
시간팽창
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