Zeitdilatation EINFACH erklärt! (+Beispiele)
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- Опубліковано 13 чер 2024
- In diesem Video werde ich dir die Zeitdilatation anhand von Beispielen EINFACH erklären. Die Zeitdilatation ist ein Effekt der speziellen Relativitätstheorie und sie besagt, dass in bewegten Bezugssystemen die Zeit langsamer vergeht. Das kann man mit einer einfachen Formel berechnen, die wir uns in diesem Video anschauen. Am Ende werden wir diese Formel noch einmal anwenden, und eine einfache Beispielaufgabe zur Zeitdilatation rechnen!
Im letzen Video haben wir mit Hilfe einer Lichtuhr die Formel für die Zeitdilatation hergeleitet. Für die Herleitung haben wir uns den Unterschied zwischen einer ruhenden und einer bewegten Lichtuhr angeschaut. Dabei hast du dann erkennen können, dass die bewegte Lichtuhr langsamer ticken muss - daher die Zeit vergeht im bewegten Bezugssystem langsamer.
Die spezielle Relativitätstheorie beruht auf dem einfachen Prinzip, dass es keine absolute Geschwindigkeit gibt, und dass daher alle Experimente in Inertialsystemen gleich ablaufen müssen. Daher muss auch die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bewegungszustand eines Objektes sein! Wenn nicht alle Experimente in Inertialsystemen gleich wären also zum Beispiel die Lichtgeschwindigkeit wäre nicht konstant, dann hätte man eine Möglichkeit die absolute Geschwindigkeit zu messen. Diese Möglichkeit hat man aber nicht, daher gibt es keine absolute Geschwindigkeit.
Hier gehts zur Herleitung der Zeitdilatation:
• Video
Hier geht's zu den Lorentz-Transformationen:
• Lorentz-Transformation...
Hier geht's zu den Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie:
• Grundlagen der speziel...
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Timestamps:
0:00 - Was ist Zeitdilatation?
1:33 - Formel für die Zeitdilatation
4:28 - Warum merken wir die Zeitdilatation fast nicht?
5:33 - Beispielrechnung zur Zeitdilatation
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Für den Beginn des Physikstudiums sind diese beiden Lehrbücher die Standardliteratur. Mit dem zweiten Buch der Reihe zu Elektrizität und Optik war ich persönlich sehr zufrieden, und ich verwende es heute noch oft, um gewisse Themen nachzuschlagen. Das erste Buch habe ich mir erst am Ende des ersten Semester gekauft, und habs daher nicht so oft verwendet, hat mir aber bei gewissen Themen für die Prüfungsvorbereitung sehr geholfen! Die Bücher sind auch dafür geeignet sich vor dem Studienbeginn auf das Studium vorzubereiten, vor allem da es am Ende jedes Kapitels Aufgaben gibt, und auch die Lösungen dieser Aufgaben hinten im Buch stehen. (Ich würde dabei wahrscheinlich das erste Kapitel des Buches Experimentalphysik 1 auslassen)
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Nach dem ersten Jahr des Studiums geht es weiter mit vertiefenden Kursen zur Theoretischen Mechanik, Quantenmechanik und Elektrodynamik & Statistischen Physik (Thermodynamik). Meine Buchempfehlungen zu diesen Themen sind teilweise auf Deutsch und teilweise auf Englisch. Das liegt daran, da früher oder später (spätestens im Masterstudium) alle Vorlesungen auf Englisch abgehalten werden. Außerdem habe ich selbst mit all diesen Büchern sehr gute Erfahrungen gemacht!
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Danke fürs Zuschauen!
Bei Fragen lass einfach einen Kommentar da, und ich werde so schnell wie möglich darauf eingehen! ;)
Du hast viel mehr Aufmerksamkeit verdient...genau das was man als Schüler im Physik Lk braucht.
Danke
Eine wunderbare Videoserie! Großartig, dass selbst Schulamathematik ausreicht, um Aspekte der Relativitätstheorie zu beschrieben.
In der Duden Formelsammlung und auch in all unseren Lehrbüchern wird t immer als der ruhende Beobachter betrachtet und das System, welches sich bewegt ist t ´ . Ich wundere mich, dass in den Kommentaren bis jetzt niemand dazu was geschrieben hat. Mir persönlich fällt es schwer den Überblick zu behalten. Ich finde deine Erklärungen super und auch schlüssig von der Herleitungen (bezogen auch auf andere deiner Videos zu diesem Thema) der Formeln. Nur leider verwirrt es mich jetzt umso mehr.
Da geht es mir tatsächlich genauso. Ich war mir bloß nicht ganz sicher, woher meine Verwirrung kommt, aber wahrscheinlich ist es genau das, was du hier beschreibst
sehr gut gemachtes video
gut erklärt und man hat alles verstanden. Danke !
Danke, freut micht! ;)
@@think_logic schreibe bald mein Physik abi und ja, in ein paar Tagen muss alles im kopf sein xD
Viel Glück dabei :D
@@think_logic danke ! Darf ich fragen was du beruflich treibst ?
Ich studiere derzeit selbst noch Physik👌
Hervorragend erklärt 1a
Gutes Video
Danke ;)
Mal eine Frage, wenn wir von einem Beobachter der Erde ausgehen sollte mann dann nicht noch die expansion hinzurechnen oder ist diese vergleichsweise zu vernachlässigen ?Aber wann und ab welchem Punkt würde diese relevant werden hm...
Sehr sehr interessant ich liebe dieses Thema.
Toll
Danke ;)
Sehr schönes Video. 👍 Aber bei der zweiten Aufgabe Teil 2 (wann kommt das Lichtsignal auf der Erde an?) krieg ich grad 'n Knoten im Kopf. Sagen wir im Raumschiff ist ein großes Fenster in dem die Uhr des Raumschiffs steht. Der Erdmensch beobachtet mit einem sehr sehr starken Fernrohr diese Uhr, welche nach 1h blitzt. In dem Moment als der Erdmensch den Sekundenzeiger des Raumschiffs von 59:59 auf 1h springen sieht und den Blitz sieht schaut er auf seine Erduhr und sieht das dort 2,29h vergangen sind. Aber dann dauert es doch nicht über 4 h bis er das Signal sieht. Oder anders formuliert, die Information der Uhr wenn sie von 59:59 auf 1 h springt sind ja auch nur Lichtteilchen, die zeitgleich mit dem Blitz Richtung Erde losrennen. Die müssten also zeitgleich dort ankommen. Oder sieht der Erdmensch den Übergang von 59:59 auf 1h auch erst nach 4 h? Wo ist mein Denkfehler? 🤔
könntest du das Video zur Herleitung der Zeitdilatation wieder auf öffentlich stellen?
Hallo, ich würde gern verstehen wie weit die Rakete dann entfernt wäre? Ist die Rakete dann 2,29 Stunden lang mit 0,9*c geflogen, oder nur 1 Stunde lang ? Hat sie dann von der Erde aus mehr Kilometer zurückgelegt als von der Rakete aus? Rein logisch würde doch die Anzahl der Kilometer gleich sein, nur dass auf der Erde mehr Zeit vergangen ist, als in der Rakete oder? LG und danke fürs ausführliche Video
Super Frage! Weil das ist genau die Überlegung, die man braucht, um auf die Längenkontraktion zu kommen. Aus der Sicht der Erde ist das Flugzeug eine Strecke von (2,29h)*0,9c geflogen. Aus der Sicht der Rakete muss man berücksichtigen, dass sich für die Rakete die Längen um den Faktor 2,29 verkürzen. Damit kommt man dann auf genau die gleiche Wegstrecke von 2,29*0,9*c*(1h). ;)
Eine frage zur Geschwindigkeit des Lichtsignals ( 9:38 ), wenn sich die Rakete mit 0,9c von der Erde wegbewegt und dabei das Lichtsignal mit c zur Erde zurücksendet, müsste dieses die Strecke dann nicht mit 0,1 c zurücklegen ?
Das würde implizieren, dass Licht Trägheit erfährt und somit eine Masse hätte, was nicht der Fall ist. Licht kennt bekanntlich nur eine Geschwindigkeit im Vakuum.
Ich habe eine frage zu 1:15 , und zwar, wenn sich die Zeit für beide beobachter anderst bewegt, würde ja am ende die Zeit übereinstimmen? Wenn man beispielsweise 2 Uhren hat, eine auf der erde, und eine auf dem Raumschiff, dann würde für den Beobachter auf der Erde die Uhr langsamer vergehen, und für den Beobachter auf dem Raumschiff würde die Uhr auf der Erde langsamer vergehen. Und wenn das Raumschiff dann wieder auf der Erde landen würde, dann wären ja beide Uhren gleich, da die Erde und das Raumschiff um den gleichen Faktor relativ zu einander verlangsamt wurden. Habe ich etwas falsch verstanden?
Was du da beschreibst ist das Zwillingsparadoxon, und tatsächlich ist bei der Uhr im Raumschiff weniger Zeit vergangen. Das hat aber etwas mit dem Beschleunigungsvorgang zu tun und kann am besten mit einem Minkowski-Diagramm verstanden werden.
Ich mach in Zukunft wahrscheinlich ein paar vertiefende Videos zur SRT, wo ich das auch behandeln werde. ;)
Ich habe zur Wahl des Bezugssystems eine Frage. Wenn sich ein Myon mit 0,99c von einer Höhe von 8km auf die Erde zu bewegt und ich aus dem Ruhesystems des Myons die Zeit ermitteln soll, bis zum Auftreten auf die Erdoberfläche. Woher weiß ich jetzt welche die Zeit des Myons ist? Ich habe da wirklich einen Knoten im Kopf.
Könntet ihr mir da helfen ? :)
Die Zeit des Myons ist aufgrund der Zeitdilatation im Bezugssystems des Myons kürzer als die eines Beobachters auf der Erde. Das heißt, um die Zeit aus Sicht des Myons zu berechnen, rechne zuerst die Zeit aus Sicht eines Beobachters auf der Erde aus und dann verwende die Formel für die Zeitdilatation. ;)
Wie berechne ich eigentlich die Zeitdilatation, wenn ich weiß, wie viel Zeit beim ruhenden Beobachter vergeht (z.B. 20 Jahre) und jemand anderes mit hoher Geschwindigkeit reist (z.B. 0,8c) und ich jetzt wissen will, wie viel Zeit beim Typen, der mit 0,8c reist vergeht? Bei der Formel muss ich ja die Geschwindigkeit v eingeben, nur der ruhende Beobachter hat ja keine Geschwindigkeit..
Ich hab gerade selber herausgefunden, dass man anstelle von t´=t geteilt usw. t´=t mal rechnen muss. Das liegt doch irgendwie an der Lorentz Transformation bzw. am Faktor Gamma oder?
Bitte um Erklärung. Du setzt für v2 = 0,8 * c ein. Wieso nimmst du die 0,8 im Quadrat und schreibst aber wieder 0,64*c2. Ist das nicht ein Quadrat zu viel? Das Quadrat aus v2 wurde auf die 0,8 doch schon angewendet? Bin verwirrt. :)
0,64 c^2 bedeutet auch, dass das Quadrat nur auf c angewendet wird und nicht auf 0,64. ;)
Da Uhren nicht "Zeit" detektieren, würde ich den Weg der Rakete mit Uhren, die synchron laufen, pflastern. Dann schaute ich aus dem Fenster und könnte jederzeit schauen, wie spät es draußen, also auch auf der Erde, ist;-)
Allerdings ist damit noch immer nicht geklärt, wer sich bewegt in unserem Erde - Rakete System.
Wenn an der Rakete jetzt ein Maßband dran wäre, dass mit dem anderen Ende an der Erde befestigt wäre, wie weit wäre dass dann ausgezogen, zu dem Zeitpunkt der Sendung des Lichtsignals? Man käme ja, durch die zwei verschiedenen Zeit auch auf zwei verschiedene Abstände, oder?
Nur ne ganz kurze Frage: Warum genau wurde jetzt für 0,8c 0,64 genommen? Ich kanns mir irgendwie nicht komplett erklären
v = 0,8*c muss quadriert werden: (0,8 *c)^2 = 0,64 c^2
@@think_logic Oh wow da hätte ich auch selber drauf kommen können.. aber danke für die schnelle Hilfe, ich bin gerade dabei die Aufgabe mit dem Lichtsignal zu machen und auf einmal kriege ich schon ne Antwort :D
MACHER !!!
5:09 Aber 100^2÷300.000.000^2 ist 1,1 und nicht 0. Und wenn ich das ganze noch - 1 teile kommt ne - 0,1 raus und davon die Wurzel 0,3 und diese 0,3 noch mit 1 teilen also 1÷0,3 und es kommt 3,3 raus????
Da musst du dich leider ein paar mal verrechnet haben. ;)
"du bist junger als ich, weil ich junger bin als Du". Sagt er "symmetrisch" ,aber die Zwillings-Paradoxon-Lösung besagt asymmetrisch, dass der Reisende junger bleibt. entgegen dem "Relativitäts-Prinzip".
Aber WARUM das so sein soll, wird nicht erklärt. Nur, DASS es so sein soll.
Dann empfehle ich, nach der Herleitung dieses Effektes zu schauen.
@@jaybee-dj5wx Ich sehe nicht, wie das machen soll, dass in diesem Video hier die Zeitdilatation erklärt wird.
Die Zeitdilatation wird nicht erklärt. Dafür, wie ich die Formel anwende, brauche ich keine Erklärung.
Enttäuschendes Video.
Da wird nichts erklärt! Nur Formeln hinzuschreiben ist pädagogischer Mist.
Dann schau dir die Herleitung an du Held...
Man muss auch mal nach dem richtigen suchen. Ich schau ja auch keinen Western und frage mich warum war das damals so... das ist mist...
Danke. Du hast absolut Recht. Formeln benutzen kann ich ohne Erklärvideo. Erst Recht ohne eins, das vorgibt, den zugrunde liegenden Prozess zu erklären.
@@hexahydrat Held? Wenn der Film heißt: "Der wilde Westen erklärt", dann erwarte ich zu erfahren, warum das damals so ...
Wenn ich das dann nicht erfahre, ist das Mist.
Du Held.