Relativiteitsprincipe
De Duitse fysicus Albert Einstein (1879-1955) stelde in 1905 het speciale relativiteitsprincipe op, namelijk
alle natuurwetten moeten gelijk zijn voor alle inertiaalwaarnemers
die met constante snelheid t.o.v. elkaar bewegen.
Het gevolg van deze eis is, dat hij beprekingen oplegt aan de wiskundige formuleringen van de wetten van de dynamica (zgn. galileitransformatie).
Omdat deze wetten geformuleerd t.o.v. een inertiaalwaarnemer, de lichtsnelheid c bevatten, betekent dat het door Einstein geformuleerde speciale relativiteitsprincipe eist dat
de lichtsnelheid onafhankelijk van de de beweging van de waarnemer is.
In de animatie staan twee aparaten die fotonen gebruiken om tijdeverschilen te meten.
Zowel bovenin als onderin het aparaat staat een spiegel die de fotonen terugkaatsen.
Klik op de Start knop om de twee aparaten te synchroniseren.
Twee lichtpulsen worden vanuit één van de uiteinden uitgezonden.
Als de fotonen tegelijkertijd in het midden van het aparaat aankomen worden de gele ringen uitgezonden.
Er is geen relatieve snelheid tussen de twee aparaten.
Verander de realtive snelheid tussen de twee apaaraten. Er is een keuze tussen 0.6c en 0.8c,met c de lichtsnelheid in vacuüm.
Eén van de aparaten begint te bewegen t.o.v. jouw refentiekader.
Het referentiekader is gemakkelijk te veranderen door de cursor in het bewegende aparaat te brengen.
The width of the moving device becomes smaller, ( From the marks, figure
out the shinking factor! )
and the photons are not synchronized.
Light from the two devices is initiated when the sources touch each
other.
Two light cones (in yellow) from two ends will reach the center of the
device
However, one light cone arrives at the center of the moving device earlier
than the other one.
So, those two events are not simulataneous in the moving frame.
There is no such thing as absolute simulataneity.
Time is relative, it depends on the space ( coordinate system).
Try to change your frame of reference by moving your mouse
in and out of the moving device. ( The timing in your frame of reference
will reset to 0.)
When you look out the window, the scene on your retina - the scene you
see -
is not all happening at the same moment.
The stars in a photo of the night sky were not all there looking as they
do at the same moment,
even though the light from them arrived on the film at the same instant.
If you saw two stars explode at the same time, one of the events might
have happened earlier to
an observer from some other galaxy.
The period of the clock in your frame is 1.0 s.
The number T at the left shows the period
for the photon's motion measured in your rest frame.
The period of the moving frame large than 1.0s , so the moving
clock runs slower.
An observer at rest with the clock sees the pulse moving up and down
with speed c.
The picture is very different when viewed from the other frame.
As seen by the obeserver who is stationary with respect to the moving
device,
the pulse travels a distance given by ( c t'
). ( red path in the following figure)
In your frame, the pulse travels a longer diagonal path (white path
).
The speed of light is the same to all observers in inertial frames.
The pulse seen by you must take a longer time t,
to traverse the longer distance ( c t ).
During the same interval, the moving device advances a distance ( v t ).
It follows from the Pythagorean Theorem that
( c t )2
= ( v t )2 + ( c t' )2
t'2 = t2 ( c2 - v2 )/c2
t = ( 1 - (v/c)2 )-1/2 t'
= 
t'
The time interval seen by the outside observer with respect
to whom