Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
20
일반상대이론
차쌤의 프레지
일반 상대성이론.
등가원리.
“자유 낙하하는 엘리베이터 안에서 공을 놓으면 공은 어떻게 운동할까?”
관성력
관성력.
(가속 좌표계)
(관성 좌표계)
관성력을 좀 더 쉽게
관성력을 좀 더 쉽게
떨어지는 물병 관찰
(1) 페트병을 들고 있을 때 물이 새는 까닭은 무엇인가?
물에 연직 방향으로 중력이 작용하기 때문이다.
탐구
(2) 페트병이 낙하할 때 물이 새지 않는 까닭은 무엇인가
물이 무중력 상태가 되기 때문이다.
관성력: 가속 좌표계에서 물체의 운동을 설명하기 위해 도입한 가상의 힘
등가원리
아인슈타인은 관성력이 근본적으로 중력과 구별할 수 없다는 새로운 해석을 내놓았으며, 이것을 등가 원리라고 한다.
등가원리
수가 로켓을 타고 주변에 물체가 없어 중력이 작용하지 않는 무중력 상태의 우주 공간을 여행한다고 가정해 보자.
로켓이 가속될 때 물체를 놓으면 아래로 움직이는데, 은수는 이것을 물체가 낙하한다고 생각할 것이다.
*중력 질량 : 뉴턴의 만유인력은 질량을 가진 두 물체에 작용하는
힘을 의미한다. 이때의 질량을 중력 질량이라고 한다.
만일 은수가 바깥을 볼 수 없다면 자신이 타고 있는 로켓이 가속 운동을 하는지, 지구에 정지해 있는지 구분할 수 없다.
<중력질량>
1kg
F의 힘으로 밀었더니 a의 가속도가 생겼으니 관성질량은 m이다.
<관성질량>
수평을 이룸
물체에 1N의 힘을 가하였더니 1m/s의 가속도가 생기면 관성질량이 1kg고,
2N의 힘을 가했을 때에는 1m/s의 가속도가 생겼다면 관성질량은 2kg이다.
2
같은 힘으로 당김
1kg x 9.8m/s
*관성 질량 : 물체에 힘을 가하면 속도가 변화된다. 속도의 변화율에 해당하는 가속도와 주어진 힘 사이에는 비례관계가 성립한다. 비례관계를 등호관계로 만들어 주기 위해서 비례상수가 사용되는데, 힘과 가속도 관계의 비례상수가 관성질량이다. 즉 물체의 질량을 물체가 지닌 관성의 정도라 정의할 수 있다.
등가 원리에 따르면 *중력 질량과 *관성 질량은 서로 같다.
그 이유는 중력에 의한 현상과 가속에 의한 현상은 서로 구분할 수 없기 때문이다.
빛이 굽어짐
중력 렌즈
중력렌즈
결과 및 정리
(1) 검은 종이로 가렸을 때 전구 불빛이 보이는가?
[과정]
(1) 불이 켜진 전구 앞에 둥글게 자른 검은 종이를 가까이하고 전구 불빛을 관찰한다.
(2) 그림과 같이 검은 종이 앞에 돋보기를 장치하고 전구 불빛을 관찰한다.
전구의 불빛이 안 보인다.
(2) 돋보기를 추가로 장치하였을 때 전구 불빛이 보이는가?
돋보기에 의해 빛의 경로가 휘기 때문에 불빛이 보인다.
중력 렌즈 원리
1985년에 허블 망원경으로 관찰한 퀘이사의 사진으로 ‘아인슈타인의 십자가’ 라고 부른다. 사진의 중앙에 있는 천체는 멀리 떨어진 은하단이며, 주변에 밝게 빛나는 네 개의 천체는 은하단 뒤쪽에 있는 하나의 퀘이사가 여러 개로 보이는 것이다.
http://yjh-phys.tistory.com/10
중력렌즈 효과
중력렌즈 효과
은하단 뒤쪽에 있는 퀘이사의 빛이 중앙에 위치한 은하단의 중력에 의해 휘어져서 보이기 때문이다.
이처럼 중력이 렌즈처럼 빛을 휘게 하는 것을 중력 렌즈라고 한다.
중력렌즈 효과
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#/media/File:BlackHole_Lensing.gif
공간의 휨.
공간의 휨
▶ 사과의 낙하 : 두 개의 사과는 중력의 영향으로 휘어진 공간을 따라 서로 접근한다.
http://yjh-phys.tistory.com/10
태양 근처를 지나는 빛
▶ 태양 근처를 지나는 빛 : 별빛은 태양 근처에서 휘어진 공간을 따라 나아간다. 즉, A에 있는 별을 지구에서 관찰하면 B에 있는 것처럼 보인다.
중력에 의한
시간 팽창
중력에 의한 시간 팽창
- 시계 1, 시계 2가 있고 원판이 회전
- 원판 밖에서 보면 시계 1은 정지해 있고 시계 2는 운동
- 시계 2의 시간이 더 느리게 간다.
- 원판 위의 관찰자가 보면
- 시계 1과 시계 2는 상대 운동이 없는 대신
시계 2에는 관성력이 작용한다.
- 시계 2는 시계 1보다 천천히 가야 하므로 중력은 시간을 천천히 흐르도록 한다는 결론
- 그것은 등가 원리에 의해 중력과 관성력은 구분할 수 없기 때문이다.
일반상대성
이론의 적용.
수성의 세차운동
"
수성의 세차 운동은 일반 상대성 이론이 나오기 전에 알려져 있었으나 뉴턴의 중력 이론으로는 설명할 수 없었다.
"
- 수성의 궤도는 100년에 574" 만큼 세차 운동
- 금성 등의 중력 효과를 고려해도 100년에 43" 만큼의 오차가 발생
- 이 오차는 일반 상대성 이론을 적용하여 태양의 중력 효과를 고려하면 정확하게 설명된다.
중력파
"
https://youtu.be/s06_jRK939I
질량이 큰 물체가 진동을 하면 공간의 일그러짐이 파동이 되어 주변으로 퍼져 나갈 것이라고 생각할 수 있다.
이것을 중력파라고 한다.
아직까지 중력파는 검출되지 않았지만 많은 과학자들이 중력파를 검출하기 위해 노력하고 있다. 중력파를 검출할 수 있다면 우주에 대하여 훨씬 많은 것을 알 수 있을 것으로 기대하고 있다.
"
블랙홀
"
블랙홀 주변을 지나는 빛은
휘어진 공간을 따라 블랙홀로 들어간다.
그러므로 블랙홀 주변에서 나오는 빛을 볼 수 없어 마치 아무것도 없는 검은 공간처럼 보인다.
이를 블랙홀이라고 한다.
질량이 극도로 큰 천체는 공간을 극단적으로 휘게 만들어 천체 근처를 지나는 빛마저도 흡수한다.
"
블랙홀과 함께 회전하는 별의 기체층 일부가 블랙홀로 흡수되는 모습을 상상하여 그린 것이다. 이 과정에서 기체는 매우 높은 온도로 가열되어 X선을 방출하므로 블랙홀의 존재를 알 수 있다.
블랙홀 근처로 갈수록 중력이 매우 커서 시간이 천천히 가며 블랙홀의 어떤 경계에서는 시간이 멈춘 것처럼 보인다.
이 경계를 사건 지평이라고 부른다.