Natuurkunde H15: Relativiteit
§15.1 De relativiteit van Galilei, Huygens en Newton
- Galilei: Wanneer je in een voertuig met constante snelheid testen doet weet je niet of het
voertuig stilstaat of beweegt
- Huygens en Galilei: Er bestaat geen absolute snelheid. Iets heeft alleen een snelheid ten
opzichte van iets anders
- Huygens: ‘De onderlinge beweging van voorwerpen is in alle opzichten relatief
Het relativiteitsbeginsel (galilei-transformatie) houdt in dat omdat je absolute snelheid niet kunt
opmerken, mag de beschrijving van verschijnselen niet afhankelijk zijn van de snelheid waarmee de
waarnemer beweegt.
Je kunt wel voelen wanneer je versnelt.
Newton
- Eerste wet van Newton: ‘Als op een voorwerp geen resulterende kracht werkt dan beweegt
dat voorwerp met een constante snelheid op een rechte lijn’
- Tweede wet van Newton: Fres = m • a
- Derde wet van Newton: twee voorwerpen oefenen een even grote, tegengesteld gerichte
kracht op elkaar uit
Wanneer twee personen die ten opzichte van elkaar bewegen met een constante snelheid hetzelfde
willen beschrijven moeten ze gebruik maken van hun referentiestelsel. Ze hebben beiden een eigen
referentiestelsel waarin hun eigen plek ten opzichte van de positie van hetgeen wat ze willen
beschrijven staat, en waarin ze hun eigen klok gebruiken.
De vertaling van gemeten posities, tijden en snelheden gaat via een galileitransformatie:
𝑋𝐴′ = 𝑥𝐴 − 𝑣 ⋅ 𝑡
𝑡′ = 𝑡
Een lichtseconde (ls) is de afstand die het licht aflegt in
een seconde. In de figuur beweegt het tweede
2
referentiestelsel met een snelheid van 7 lichtseconde.
𝑆 2
V = , na 7 seconden is er 2 ls afgelegd. V = 𝑐.
𝑡 7
Coördinaten punt A vanaf het eerste referentiestelsel:
- x = 5 en t = 7
Coördinaten punt A vanaf het tweede referentiestelsel:
- x’ = 3 en t’ = 7
Dit kan je ook berekenen met de galileitransformatie.
§15.2 De lichtsnelheid
Volgens Maxwell moest de snelheid van een elektromagnetische golf gelijk zijn aan de lichtsnelheid.
Het hele spectrum, van radiogolven tot en met gammastraling zou volgens zijn theorie bewegen met
de lichtsnelheid. Later dacht men dat deze snelheid de snelheid van het licht was ten opzichte van een
stof waarin de golven zich zouden voortplanten. Die stof werd de ether genoemd.
§15.1 De relativiteit van Galilei, Huygens en Newton
- Galilei: Wanneer je in een voertuig met constante snelheid testen doet weet je niet of het
voertuig stilstaat of beweegt
- Huygens en Galilei: Er bestaat geen absolute snelheid. Iets heeft alleen een snelheid ten
opzichte van iets anders
- Huygens: ‘De onderlinge beweging van voorwerpen is in alle opzichten relatief
Het relativiteitsbeginsel (galilei-transformatie) houdt in dat omdat je absolute snelheid niet kunt
opmerken, mag de beschrijving van verschijnselen niet afhankelijk zijn van de snelheid waarmee de
waarnemer beweegt.
Je kunt wel voelen wanneer je versnelt.
Newton
- Eerste wet van Newton: ‘Als op een voorwerp geen resulterende kracht werkt dan beweegt
dat voorwerp met een constante snelheid op een rechte lijn’
- Tweede wet van Newton: Fres = m • a
- Derde wet van Newton: twee voorwerpen oefenen een even grote, tegengesteld gerichte
kracht op elkaar uit
Wanneer twee personen die ten opzichte van elkaar bewegen met een constante snelheid hetzelfde
willen beschrijven moeten ze gebruik maken van hun referentiestelsel. Ze hebben beiden een eigen
referentiestelsel waarin hun eigen plek ten opzichte van de positie van hetgeen wat ze willen
beschrijven staat, en waarin ze hun eigen klok gebruiken.
De vertaling van gemeten posities, tijden en snelheden gaat via een galileitransformatie:
𝑋𝐴′ = 𝑥𝐴 − 𝑣 ⋅ 𝑡
𝑡′ = 𝑡
Een lichtseconde (ls) is de afstand die het licht aflegt in
een seconde. In de figuur beweegt het tweede
2
referentiestelsel met een snelheid van 7 lichtseconde.
𝑆 2
V = , na 7 seconden is er 2 ls afgelegd. V = 𝑐.
𝑡 7
Coördinaten punt A vanaf het eerste referentiestelsel:
- x = 5 en t = 7
Coördinaten punt A vanaf het tweede referentiestelsel:
- x’ = 3 en t’ = 7
Dit kan je ook berekenen met de galileitransformatie.
§15.2 De lichtsnelheid
Volgens Maxwell moest de snelheid van een elektromagnetische golf gelijk zijn aan de lichtsnelheid.
Het hele spectrum, van radiogolven tot en met gammastraling zou volgens zijn theorie bewegen met
de lichtsnelheid. Later dacht men dat deze snelheid de snelheid van het licht was ten opzichte van een
stof waarin de golven zich zouden voortplanten. Die stof werd de ether genoemd.
