Time Dilation: Light-Clock Thought Experiment

1 · Humula

o parehong rate gaya ng kaparehong orasan na nakatigil?

• Mas mabagal — mas mahabang diagonal na landas ang kailangang lakaran ng light pulse ng gumagalaw na orasan (mula sa frame ng observer), kaya mas mahaba ang bawat kurok.
• Mas mabilis — pinapabilis ng galaw ang orasan.
• Parehong rate, dahil laging c ang bilis ng liwanag anuman ang galaw ng orasan.

2 · Mag-set Up

1. Buksan ang light-clock-dilation preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi sa 1 µs ang proper time kada kurok ng orasan.
2. I-enable ang Lorentz factor at dilated-time readout.
3. Itakda ang bilis ng orasan (bilang fraction ng bilis ng liwanag, β = v/c) sa bawat trial at itala ang napagmasdang dilated time.

3 · Mangulekta ng Data

I-plot ang dilated time Δt (y-axis) laban sa β (x-axis) para sa tatlong trial. Banayad bang umaangat muna ang kurba, tapos steep?

4 · Mag-analisa

1. Para sa isang trial, kalkulahin ang γ = 1/√(1 − β²), tapos ang Δt = γ·Δt_proper gamit ang proper time na 1 µs. Ihambing ang dalawa sa table.
2. Ipaliwanag kung bakit malapit sa 1 ang γ (bahagyang dilation lang) sa mababang bilis pero sharply umangat kapag lumapit ang β sa 1 — dramatic na haba lang ang diagonal na landas ng light clock kapag malaking bahagi na ng bilis ng liwanag ang bilis ng orasan.

5 · Palawakin

1. Mula sa perspektibo ng nakasakay SA gumagalaw na orasan, normal ang sarili nilang orasan — at ang orasan sa Earth ang tila mabagal. Ipaliwanag kung bakit symmetric ang itsura ng time dilation sa pagitan ng dalawang observer sa relative motion, at kung bakit hindi ito kontradiksyon — parehong tama ang dalawang inertial na observer, dahil hindi sila sang-ayon kung aling mga malalayong pangyayari ang sabay (relativity of simultaneity), kaya walang iisang „sino talaga ang mas mabagal“ na pagtatalunan habang pareho silang nasa uniform na galaw..
2. Mabilis gumalaw ang GPS satellite para maging measurable ang clock drift na dulot ng special-relativistic time dilation (plus general-relativistic effect mula sa mas mahinang gravity sa taas), na korek sa disenyo ng system. Bakit magiging makabuluhang GPS positioning error ang pag-ignore sa maliit na effect na ito sa bandang huli?

Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito

← Bumalik sa experiment

138 Libreng Napi-print na Physics Lab Worksheet