Tmexxija ta’ Ż-Żmien: L-Esperiment ta’ Ħsieb ta’ Arloġġ tad-Dawl

1 · Ippreddi

“Arloġġ tad-dawl” jbatta pulsu tad-dawl bejn żewġ speċċi, u jindaqq darba kull dawra. Jekk l-arloġġ kollu jiċċaqlaq b’veloċità għolja relattiv għalik, tosservah jindaqq aktar bil-mod, aktar mgħaġġel, jew bl-istess ritmu bħal arloġġ identiku fi mistrieħ?

• Aktar bil-mod — pulsu tad-dawl ta’ arloġġ li jiċċaqlaq irid jivvjaġġa triq djagonali itwal (mil-frame ta’ osservatur), għalhekk kull tikka tieħu aktar ħin.
• Aktar mgħaġġel — il-moviment jiżaġġa l-arloġġ.
• L-istess ritmu, għax id-dawl dejjem jivvjaġġa f’c kwalunkwe tkun il-moviment ta’ l-arloġġ.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ light-clock-dilation u agħfas Reset. Iż-żmien proprju ta’ l-arloġġ għal kull tikka hu fiss f’1 µs.
2. Attiva l-qarijiet ta’ fattur ta’ Lorentz u żmien midlubl.
3. Issettja l-veloċità ta’ l-arloġġ (bħala frazzjoni ta’ veloċità tad-dawl, β = v/c) għal kull prova u irrekordja ż-żmien midlubl osservat.

3 · Ħu d-Dejta

Ipinġi ż-żmien midlubl Δt (ass ġewwa) kontra β (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek. Il-kurva titla’ b’mod ħafif fl-ewwel, imbagħad b’mod tqil?

4 · Analizza

1. Għal prova waħda, ikkalkula γ = 1/√(1 − β²), imbagħad Δt = γ·Δt_proper bl-użu ta’ ż-żmien proprju 1 µs. Qabbel it-tnejn mat-tabella.
2. Ispjega għalfejn γ jibqa’ qrib 1 (kważi l-ebda tmexxija) f’veloċitajiet baxxi imma jitla’ b’mod tqil hekk kif β jersaq lejn 1 — it-triq djagonali ta’ l-arloġġ tad-dawl biss issir drammatikament itwal meta l-veloċità ta’ l-arloġġ issir frazzjoni sinifikanti ta’ veloċità tad-dawl.

5 · Estendi

1. Mil-prospettiva ta’ xi ħadd jivvjaġġa MAL-arloġġ li jiċċaqlaq, hu l-arloġġ tagħhom stess li jidher normali — u arloġġ fuq l-Art li jidher jindaqq bil-mod minflok. Ispjega għalfejn it-tmexxija ta’ ż-żmien tidher simetrika bejn żewġ osservaturi f’moviment relattiv, u għalfejn dan mhux kontradizzjoni (is-soluzzjoni hi liema osservatur fil-fatt jibdel frames ta’ referenza).
2. Satelliti GPS jiċċaqilqu biżżejjed mgħaġġla li t-tmexxija ta’ ż-żmien tar-relattività speċjali (flimkien ma’ effett ta’ relattività ġenerali mill-gravità dgħajfa f’goli) jikkawżaw drift ta’ arloġġ li jista’ jiġi mkejjel, u jiġi kkorriġut fid-disinn tas-sistema. Għalfejn injorar dan l-effett żgħir eventwalment jikkawża żbalji sinifikanti ta’ pożizzjonament GPS?

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

← Lura għall-esperiment

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn