Spezielle Relativitätstheorie: Zusammenfassung - StudySmarter
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# Spezielle Relativitätstheorie

Stell Dir vor, Du sitzt in einem Zug, der sich fast mit [Lichtgeschwindigkeit](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/lichtgeschwindigkeit/) bewegt. Auf dem Bahnhof, an dem Du dann vorbeifährst, steht Dein Zwilling und misst die Länge des Zuges, indem Du sitzt. Als ihr euch wieder sieht, stellt ihr fest, dass nicht nur der Zug unterschiedlich lang für Euch war, sondern auch, dass ihr nicht mehr gleich alt seid. Wie lässt sich das erklären?

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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsangabe

Forschenden ist aufgefallen, dass viele ihrer Beobachtungen abhängig von der **Betrachtungsperspektive** und die Messwerte von Experimenten **abhängig** vom **Bezugssystem** waren. Um diese besonderen Phänomene zu beschreiben, wurde die **spezielle Relativitätstheorie** von [Albert Einstein](/schule/physik/beruehmte-physiker/albert-einstein/) entwickelt und er veröffentlichte seine Erkenntnisse 1905.

## Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Warum die physikalischen Größen – genauso wie viele andere Phänomene – aus den unterschiedlichen Beobachtungsperspektiven anders gemessen werden, ist durch die spezielle Relativitätstheorie zu erklären.

Die **spezielle Relativitätstheorie** beschreibt die **Betrachtung** **physikalischer** **Ereignisse** aus **unterschiedlichen** **Inertialsystemen**.

**Inertialsysteme** sind Bezugssysteme, in denen die **Newtonschen Gesetze** gelten und Körper, auf die keine Kräfte wirken, sich gleichförmig in diesem Bezugssystem bewegen.

Bei der speziellen Relativitätstheorie bewegen sich die**Inertialsysteme** **relativ zueinander.**

Wichtig für die folgenden Gedankenspiele und Beispiele für Phänomene ist dabei die Unterscheidung zwischen relativ und absolut. In der speziellen Relativitätstheorie benötigst Du die relativen Bezugssysteme.

RelativAbsolut**Einfach erklärt**Wenn die Perspektive des Beobachters das Ergebnis verändert, dann ist das physikalische Ereignis relativ.Wenn die Perspektive der Beobachtung irrelevant für das Ergebnis ist, dann ist das physikalische Ereignis absolut.**Physikalische Definition**Physikalische Ereignisse werden aus verschiedenen Inertialsystemen unterschiedlich wahrgenommen.Ein physikalisches Ereignis ist unabhängig von dem Inertialsystem.**Beispiel**Du schießt einen Fußball nach oben rechts ins Tor, für die Person im Tor, schießt Du aber nach links oben.Für die schießende Person, Torwart und die Zuschauenden ist der Ball rund.

Welche Regeln gelten für die Inertialsysteme und die [Lichtgeschwindigkeit](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/lichtgeschwindigkeit/), denn diese bilden die Grundlagen für die spezielle Relativitätstheorie?

## Spezielle Relativitätstheorie Postulate

Postulate werden als Grundsatz, als Fundament für eine Theorie – wie hier die Relativitätstheorie – verwendet.

Newtons Gesetze sind auch Postulate, und zwar die Postulate der [Mechanik](/schule/physik/mechanik/). Es gibt auch die Postulate der [Quantenmechanik](/schule/physik/quantenmechanik/) und viele weitere.

Die Postulate der speziellen Relativitätstheorie lauten:

1. **Physikalische Gesetze** sind in allen **Inertialsystemen** gültig.
2. Licht breitet sich mit der **Lichtgeschwindigkeit** aus, und ist **unabhängig** von der **Perspektive**/ dem **Inertialsystem** immer **gleich schnell**.

Schau Dir nun einmal an, wieso diese Postulate gelten.

### Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip

Um die Konzepte der Relativitätstheorie verstehen zu können, müssen erst einmal Grundannahmen aufgestellt werden. Wenn wir verschiedene Inertialsysteme beobachten wollen, dann müssen für beide die gleichen Regeln gelten.

Das **Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip** besagt, dass alle **physikalischen** **Grundgesetze** in **jedem** **Inertialsystem** **gleich** sind.

Das bedeutet mit anderen Worten, dass aus jeder Perspektive dieselben Regeln der [Physik](/schule/physik/) gelten. Wenn Du also einen Stift am Gleis oder in einem fahrenden Zug fallen lässt, ist egal, denn der Stift fällt in beiden Inertialsystemen zu Boden.

Die physikalischen Gesetze bleiben in beiden Inertialsystemen gleich, durch die unterschiedlichen Perspektiven verändert sich aber die Wahrnehmung von physikalischen Ereignissen.

Wenn Du mehr über das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip erfahren möchtest, dann lies Dir doch die Erklärung zu diesem Thema durch.

Die spezielle Relativitätstheorie beschäftigt sich vorwiegend mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit und auch den Eigenschaften vom Licht. Demnach sollten auch hierfür Grundannahmen aufgestellt werden.

### Das Michelson-Morley-Interferometer

Jede Welle bewegt sich durch ein Medium: Schallwellen bewegen sich durch die Luft und Wasserwellen bewegen sich durch Wasser. Aber was ist mit elektromagnetischen Wellen wie dem Licht? Auch zu dieser Welle gibt es ein zugehöriges Medium: der hypothetische und transparente **Äther**.

Der **Äther** ist ein veraltetes, hypothetisches **Ausbreitungsmedium**, durch welches sich das **Licht** als elektromagnetische Welle bewegen soll. Heute wissen wir, dass Licht und elektromagnetische Wellen kein Ausbreitungsmedium benötigen.

Die Annahme war, dass sich das Licht, so wie andere Wellenarten, relativ zum Äther bewegen muss, so wie es das **Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip** aussagt.

Stell Dir zu dieser Aussage folgendes Gedankenexperiment vor:

Zwei Autos fahren mit Geschwindigkeiten von jeweils \\(v=100 \\frac {km}{h}\\) aneinander vorbei.

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Aus der Abbildung kannst Du darauf schließen, dass die Relativgeschwindigkeit der beiden Autos \\(v=200 \\frac{km}{h}\\) ist.

Aber wie wäre das mit der Lichtgeschwindigkeit? Es ist bekannt, dass nichts schneller ist, als die Lichtgeschwindigkeit \\(c\\). Was passiert, wenn wir zwei Lichtstrahlen, wie die Autos aufeinander zu richten. Wie groß wäre dann die Relativgeschwindigkeit.

Um dieses Problem zu untersuchen, entwickelten Albert Michelson und Edward Morley ein Experiment: Das Michelson-Morley Interferometer.

Das Ergebnis des Experiments war jedoch anders als erwartet.

Durch das **Michelson-Morley Interferometer** wurde festgestellt, dass das Licht sich in allen **Inertialsystemen** **gleich** **schnell** bewegt. Das spricht dafür, dass es den Äther überhaupt nicht gibt.

Wenn Du wissen willst, wie das Michelson-Morley-Interferometer funktioniert und wie sie mithilfe Ihres Experiments bewiesen haben, dass Licht in allen Inertialsystemen gleich schnell ist, dann schau Dir doch die Erklärung zum Thema an.

Schau Dir nun einige Gedankenexperimente und Experimente zur Relativitätstheorie an.

### Spezielle Relativitätstheorie Gleichzeitigkeit

Hast Du Dich schon mal gefragt, wie Du feststellen kannst, ob Ereignisse wirklich gleichzeitig sind?

Wenn Du beide Geschehnisse auf einmal beobachten kannst, ist das ja noch einfach. Zum Beispiel, wenn Du zwei Bälle gleichzeitig fallen lässt, kannst Du beobachten, wie beide gleichzeitig den Boden berühren. Was passiert jedoch, wenn die Distanz deutlich größer wird?

Bei Videotelefonaten kannst Du Personen auf der anderen Seite der Erde sehen und mit ihnen sprechen. Bei guter Internetverbindung fühlt sich das fast so an, als würdet ihr in Echtzeit miteinander kommunizieren können und dass ihr alles gleichzeitig hört. Es gibt allerdings immer eine kleine Verzögerung, weil die **Information** sehr weit reisen muss.

Wie ist das aber, wenn die Distanz beider Ereignisse Lichtjahre voneinander entfernt ist, zum Beispiel auf anderen [Planeten](/schule/physik/astronomie/planeten/)?

Wenn das Dein Interesse zum Thema der Gleichzeitigkeit geweckt hat, und Du noch mehr über weitere Gedankenexperimente lesen möchtest, dann schau Dir die Erklärung zu diesem Thema an.

Nicht nur die Beobachtungsperspektive, sondern auch die **Übertragung von Informationen** tragen dazu bei, dass die Gleichzeitigkeit von physikalischen Ereignissen von weit entfernten Objekten sehr schwierig nachzuvollziehen ist. **Informationen** können nämlich maximal mit der **Lichtgeschwindigkeit** reisen und sind damit nur begrenzt schnell übertragbar.

## Spezielle Relativitätstheorie Zeitdilatation

Die spezielle Relativitätstheorie sagt aus, dass Raum und Zeit nur relativ sind. Aber was bedeutet das eigentlich wirklich?

Aufgrund der **[Zeitdilatation](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/zeitdilatation/)** vergehen die **physikalischen** **Ereignisse** eines **Inertialsystems**, relativ zum außenstehenden Beobachter, **langsamer** als für einen **Beobachter** relativ zum Inertialsystem.

Vereinfacht ausgedrückt bedeutet das, dass die Zeit in bewegten Systemen langsamer vergeht als die Zeit im, vom Betrachtenden aus, ruhenden System. Bewegte Uhren laufen demnach langsamer als ruhende Uhren.

Damit kannst Du auch erklären, warum Du und Dein Zwilling nicht mehr gleich alt seid, nachdem Du von Deiner Zugreise zurückkommst. Für die Person im bewegten Zug vergeht die Zeit langsamer als für die Person am Bahnhof. Dieser Effekt ist die [Zeitdilatation](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/zeitdilatation/).

Die verkürzte Zeit ist abhängig von der relativen Geschwindigkeit \\(v\\) der beiden Inertialsysteme. Die **Zeitdilatation** kann mit folgender Formel berechnet werden:

\\\[\\triangle t= \\frac {\\triangle t'}{\\sqrt{ (1-\\frac{v^2}{c^2})}}\\\]

\\(\\triangle t:\\) Zeit in ruhendem System

\\(\\triangle t':\\) Zeit im bewegten System

\\(v:\\) Relativgeschwindigkeit

\\(c:\\) Lichtgeschwindigkeit

Wenn Du mehr über die Zeitdilatation lesen möchtest, dann schau Dir die Erklärung zu diesem Thema an.

Das Beispiel vom Anfang der Erklärung mit den Zwillingen ist ein bekanntes Gedankenspiel der speziellen Relativitätstheorie. Es wird [Zwillingsparadoxon](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/zwillingsparadoxon/) genannt und basiert auf dem Prinzip der Zeitdilatation.

### Spezielle Relativitätstheorie – Zwillingsparadoxon

Um Dir das **[Zwillingsparadoxon](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/zwillingsparadoxon/)** besser veranschaulichen zu können, kannst Du Dir ein Zwillingspärchen vorstellen. Zwilling 1 und Zwilling 2 sind jeweils 30 Jahre alt.

Zwilling 1 macht eine 10-jährige Reise mit einem Raumschiff. Das Raumschiff bewegt sich während der Reise mit einer Geschwindigkeit, die nahe der Lichtgeschwindigkeit kommt. Zwilling 2 muss auf der Erde warten.

Nach 10 Jahren kehrt Zwilling 1 von seiner Reise zurück. Doch jetzt wirds ungewöhnlich: Zwilling 1 ist in den 10 Jahren nur um 1 Jahr gealtert und ist nun 31 Jahre alt. Zwilling 2 ist aber 40 Jahre alt.

Aufgrund der Zeitdilatation vergeht die Zeit im Raumschiff langsamer als auf der Erde. Für Zwilling 1 ist weniger Zeit vergangen und dieser ist damit auch weniger gealtert.

Wieso das Zwillingsparadoxon möglich ist und welche Rolle die sogenannte Eigenzeit hier spielt, erfährst Du in der Erklärung zum Zwillingsparadoxon.

## Spezielle Relativitätstheorie Längenkontraktion

Neben der Zeitdilatation gibt es auch die [Längenkontraktion](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/laengenkontraktion/), denn auch Längen und Entfernungen sind in verschiedenen Inertialsystemen unterschiedlich. Das bedeutet, dass Längen und Entfernungen relativ sind.

Die **[Längenkontraktion](/schule/physik/spezielle-relativitaetstheorie/laengenkontraktion/)** besagt, dass bewegte Körper in Bewegungsrichtung verkürzt erscheinen. Die kontrahierte Länge berechnet sich mit der Formel:

\\\[ \\triangle l= \\frac {\\triangle l'}{\\sqrt{ (1-\\frac{v^2}{c^2})}}\\\]

\\(\\triangle l:\\) Ruhelänge

\\(\\triangle l':\\) kontrahierte/ verkürzte Länge

\\(v:\\) Relativgeschwindigkeit

\\(c:\\) Lichtgeschwindigkeit

Wenn Du Dir ein paar Beispiele zur Längenkontraktion anschauen und genauer Bescheid wissen willst, dann schau Dir die Erklärung zu diesem Thema an.

Du fragst Dich jetzt vielleicht, wie das denn aussehen soll, wenn ein Körper in seiner Länge kontrahiert wird.

![Spezielle Relativitätstheorie Längenkontraktion Rakete Bewegung StudySmarter](https://s3.eu-central-1.amazonaws.com/studysmarter-mediafiles/media/1865576/summary_images/DE-Physik-L%C3%A4ngenkontraktion_Rakete.svg?X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=AKIA4OLDUDE42UZHAIET%2F20240911%2Feu-central-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Date=20240911T040049Z&X-Amz-Expires=604800&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Signature=2941bea411192332c29c465590aa4600989e0acbbc1189a9b90a5ec4a780c467)Abb. 2 - Längenkontraktion einer Rakete

Wie Du in der Abbildung erkennen kannst, sieht die bewegte Rakete – von der Erde aus betrachtet – kürzer aus, als die ruhende Rakete. Es sieht so aus, als würde die Rakete in der Länge schrumpfen, allerdings ist sie nur in Bewegungsrichtung in ihrer Länge verkürzt. Die Rakete schrumpft aber nicht wirklich, die Länge wird von der beobachtenden Person so wahrgenommen.

Raum und Zeit sind demnach beide von der Geschwindigkeit und dem Inertialsystem abhängig, doch kann man diese beiden Größen miteinander verknüpfen?

## Spezielle Relativitätstheorie – Minkowski Diagramm

Um die Eigenschaften von Raum und Zeit nahe der Lichtgeschwindigkeit zu veranschaulichen, entwickelte Hermann Minkowski das Minkowski Diagramm.

Das **Minkowski Diagramm** verbindet die Effekte der Zeitdilatation und der Längenkontraktion und ermöglicht eine bessere Veranschaulichung des Zusammenhangs dieser Effekte.

Die teilweise paradoxen Aussagen der speziellen Relativitätstheorie werden durch dieses Diagramm ersichtlich gemacht.

Wenn Du mehr über das Minkowski Diagramm erfahren möchtest, dann schau Dir die entsprechende Erklärung zu diesem Thema an.

Aus diesen und weiteren Erkenntnissen der Relativitätstheorie können verschiedene Folgerungen geschlossen werden.

## Folgerungen der speziellen Relativitätstheorie

Das Verhalten von Raum und Zeit und das Verhältnis dieser Größen zu anderen physikalischen Größen ließ Forschende auf diese drei wichtigen Schlussfolgerungen der Relativitätstheorie schließen:

### Relativistische Masse und relativistischer Impuls

Bei Experimenten nahe der Lichtgeschwindigkeit ist aufgefallen, dass die **[Masse](/schule/physik/mechanik/masse/)** mit zunehmender Geschwindigkeit scheinbar ebenfalls zunehmen muss. Dasselbe gilt auch für den **Impuls**. [Masse](/schule/physik/mechanik/masse/) und Impuls können demnach auch **relativistische** **Eigenschaften** aufweisen.

Wenn Du mehr über die Relativistische Masse und das Thema Relativistischer Impuls erfahren möchtest, dann schau Dir die Erklärungen zu diesen Themen an.

Grundlegender erklären diese Eigenschaften auch, warum Körper mit einer Masse niemals die Lichtgeschwindigkeit erreichen können und auch, warum die Trägheit mit der Geschwindigkeit zunimmt.

### Spezielle Relativitätstheorie – Ein neuer Energiebegriff: E=mc2

[Albert Einstein](/schule/physik/beruehmte-physiker/albert-einstein/) folgerte im Jahr 1905 mithilfe der speziellen Relativitätstheorie die wohl bekannteste physikalische Formel der Welt:

\\\[ E=m \\cdot c^2\\\]

Doch was sagt Dir diese Formel?

Da die**Lichtgeschwindigkeit**eine**Konstante**ist, bleibt nur die**Energie**und die**Masse**in der**Betrachtung der Fo** **rmel** übrig. Die Masse ist demnach eine Form der Energie und die **Energie kann über die Masse bestimmt werden und andersherum.**

Die Masse ist nicht das gleiche wie die Energie. Du kannst lediglich die Energie eines Körpers über seine Masse bestimmen.

So wie andere Energieformen ineinander umwandelbar sind, kann die Masse auch in andere **Energieformen** umgewandelt werden.

Mehr zu diesem Thema erfährst Du in der Erklärung über den neuen Energiebegriff: E=mc2.

Um all diese Erkenntnisse der speziellen Relativitätstheorie mit der klassischen [Physik](/schule/physik/) zusammenzuführen, brauchen wir eine Erklärung, wie beide Theorie gleichzeitig funktionieren können.

### Spezielle Relativitätstheorie – Das Korrespondenzprinzip

Das **Korrespondenzprinzip** besagt, dass sich die klassische und die moderne Physik mit der Relativitätstheorie nicht gegenseitig ausschließen, sondern sogar koexistieren können.

Laut dem **Korrespondenzprinzip** greift die moderne Physik, also die Relativitätstheorie, wenn sich die Geschwindigkeiten der Lichtgeschwindigkeit nähern. Erst dann tauchen relativistische Effekte auf.

In der Regel wird erst ab **Geschwindigkeit von 10 %** der **Lichtgeschwindigkeit** mit **relativistischen Effekten** gerechnet. Dadurch kommt es zu keinen physikalischen Problemen bei der Betrachtung von Phänomenen.

Du brauchst Dir auch im Alltag keine großen Gedanken über relativistische Effekte zu machen, denn kein Zug und kein Flugzeug kommt auch nur annähernd an die 10 % der Lichtgeschwindigkeit ran. Die maximal \\(460 \\; \\frac{km}{h}\\) mit denen Züge fahren und die knapp \\(1200\\; \\frac {km}{h}\\) mit der Flugzeuge fliegen sind nicht einmal 1 % der Lichtgeschwindigkeit.

## Spezielle Relativitätstheorie – Das Wichtigste

- Die **spezielle Relativitätstheorie** liefert Erklärungen für die Betrachtung von physikalischen Ereignissen aus **unterschiedlichen Perspektiven**
- Beobachtungen sind in der **Relativitätstheorie** abhängig vom **Inertialsystem** und den **relativen** **Geschwindigkeiten**
- Das **Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip** besagt, dass alle **physikalischen Grundgesetze** in **jedem** **Inertialsystem** gleich sind.
- Das **Michelson-Morley-Interferometer** ist ein Experiment, mit dem festgestellt wurde, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen konstant ist und keine relative Geschwindigkeit besitzt.
- Die **Gleichzeitigkeit** ist schwierig festzustellen, wenn die Ereignisse räumlich weit voneinander entfernt sind, da die Informationen maximal mit der Lichtgeschwindigkeit weitergegeben werden können.
- Die **Zeitdilatation** besagt, dass die Zeit für bewegte Systeme langsamer vergeht, als für ruhende Systeme. Zur Berechnung der Zeit in ruhendem System \\(\\triangle t\\), verwendest Du die Zeit im bewegten System \\(\\triangle t'\\), die Relativgeschwindigkeit \\(v\\) und die Lichtgeschwindigkeit \\(c\\).

\\\[ \\triangle t= \\frac {\\triangle t'}{\\sqrt{ (1-\\frac{v^2}{c^2})}}\\\]

- Das **Zwillingsparadoxon** ist ein typisches Beispiel, um die Zeitdilatation zu erklären.
- Die **Längenkontraktion** besagt, dass bewegte Körper in Bewegungsrichtung verkürzt erscheinen. Für die Formel benötigst Du die Ruhelänge \\(\\triangle l\\), die  kontrahierte/verkürzte Länge \\(\\triangle l'\\), die Relativgeschwindigkeit \\(v\\) und die Lichtgeschwindigkeit \\(c\\).

\\\[ \\triangle l= \\frac {\\triangle l'}{\\sqrt{ (1-\\frac{v^2}{c^2})}}\\\]

- Es gibt auch eine **relativistische Masse** und einen **relativistischen** **Impuls**.
- Der neue **Energiebegriff** \\(E=m \\cdot c^2\\) erklärt den Zusammenhang von Masse und Energie.
- Das **Korrespondenzprinzip** erklärt den Zusammenhang von klassischer Physik und der Relativitätstheorie und wie sie gemeinsam funktionieren können.

* * *

## Nachweise

1. einstein-online.info: Spezielle Relativitätstheorie (22.08.2022)
2. weltderphysik.de: Die Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie (22.08.2022)
3. bmbf.de: Speziellen Relativitätstheorie (22.08.2022)

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Was ist ein Inertialsystem?

Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein Körper bei Abwesenheit von äußeren Kräften entweder in Ruhe bleibt oder sich geradlinig und gleichförmig bewegt.

Was besagt das Galileische Relativitätsprinzip?

Das Galileische Relativitätsprinzip besagt, dass ein physikalisches Gesetz - sofern es in einem Inertialsystem gilt - auch in jedem anderen Inertialsystem seine Gültigkeit besitzt, das sich mit konstanter Geschwindigkeit und geradlinig zu dem ersten Inertialsystem bewegt.

Was ist das spezielle Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip?

Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip ist eine spezielle Form des Galileischen Relativitätsprinzips. Es erweitert das Prinzip, indem es besagt, dass nicht nur die Mechanik, sondern alle physikalischen Gesetze in jedem Inertialsystem gleich aussehen. Dies schließt auch andere Bereiche der Physik wie Thermodynamik, Elektrodynamik und Optik ein.

Was ist das Galileische Relativitätsprinzip?

Das Galileische Relativitätsprinzip ist ein grundlegendes Prinzip in der klassischen oder Newtonschen Mechanik, das das Verhalten von Körpern unter der Einwirkung von Kräften beschreibt. Es besagt, dass physikalische Gesetze in allen Inertialsystemen (Systeme, die sich geradlinig und gleichförmig bewegen oder in Ruhe sind) gleich sind.

Was sind die Anwendungsbereiche des Galileischen Relativitätsprinzips?

Das Galileische Relativitätsprinzip findet Anwendung in vielen Feldern der Physik, besonders in der Newtonschen Mechanik. Es ist essentiell in der Kinetik, der Dynamik und der Astrophysik um das Verhalten von Körpern und die Einwirkung von Kräften zu beschreiben.

Wie ist das Galileische Relativitätsprinzip in der Physik verankert?

Das Galileische Relativitätsprinzip ist fest in die Grundlagen der Physik eingebettet. Es hat einen wesentlichen Einfluss auf verschiedene Teilbereiche der Physik, nicht nur die Mechanik, sondern auch die Elektrodynamik, Thermodynamik und Optik vor der Entwicklung der Relativitätstheorie von Einstein.

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##### Häufig gestellte Fragen zum Thema Spezielle Relativitätstheorie

Was ist die Relativitätstheorie einfach erklärt?

Laut der Relativitätstheorie sind bestimmte physikalische Größen abhängig vom Beobachter. Bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit ist mit diesen Effekten zu rechnen.

Was sagt e=mc2 aus?

Die von Einstein aufgestellte Formel sagt aus, dass die Energie und die Masse äquivalent zueinander sind und einen direkten Zusammenhang besitzen. Energie lässt sich in Masse umwandeln und Masse in Energie.

Wann wurde die spezielle Relativitätstheorie erfunden?

Albert Einstein veröffentlichte die spezielle Relativitätstheorie im Jahr 1905.

Auf welchen Physiker geht die Relativitätstheorie zurück?

Albert Einstein gilt als Vater der Relativitätstheorie.

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Was ist ein Inertialsystem?


A. Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein Körper immer in Bewegung ist.

B. Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, das sich immer mit der Lichtgeschwindigkeit bewegt.
C. Ein Inertialsystem ist ausschließlich ein ruhendes Bezugssystem.

D. Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein Körper bei Abwesenheit von äußeren Kräften entweder in Ruhe bleibt oder sich geradlinig und gleichförmig bewegt.


Was besagt das Galileische Relativitätsprinzip?


A. Das Galileische Relativitätsprinzip besagt, dass ein physikalisches Gesetz - sofern es in einem Inertialsystem gilt - auch in jedem anderen Inertialsystem seine Gültigkeit besitzt, das sich mit konstanter Geschwindigkeit und geradlinig zu dem ersten Inertialsystem bewegt.

B. Das Galileische Relativitätsprinzip besagt, dass physikalische Gesetze nur in einem Bezugssystem gelten, das sich mit der Geschwindigkeit des Lichts bewegt.


C. Das Galileische Relativitätsprinzip besagt, dass physikalische Gesetze in unterschiedlichen Inertialsystemen unterschiedlich sind.

D. Das Galileische Relativitätsprinzip besagt, dass physikalische Gesetze nur in einem Inertialsystem gelten, das sich nicht bewegt.


Was ist das spezielle Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip?


A. Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip besagt, dass physikalische Gesetze in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedlich aussehen.

B. Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip beschränkt das Galileische Relativitätsprinzip auf nur mechanische Gesetze.

C. Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip ist eine spezielle Form des Galileischen Relativitätsprinzips. Es erweitert das Prinzip, indem es besagt, dass nicht nur die Mechanik, sondern alle physikalischen Gesetze in jedem Inertialsystem gleich aussehen. Dies schließt auch andere Bereiche der Physik wie Thermodynamik, Elektrodynamik und Optik ein.

D. Das Galilei-Newtonsche Relativitätsprinzip modifiziert das Galileische Relativitätsprinzip so, dass physikalische Gesetze nur in Bezugssystemen gelten, die sich mit der Geschwindigkeit des Lichts bewegen.



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