Estoy tratando de pensar en un buen experimento que se puede hacer por menos de $250 o lo que vendría a demostrar algún aspecto de la teoría Especial de la Relatividad. Idealmente, esto será hecho en un par de años con mis hijos cuando eran un poco más mayores.
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Fernando Briano
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Usted debe saber que la relatividad especial en el sentido de que el aumento de las masas y de la dilatación del tiempo que pasa con las altas energías, que sólo puede ser encontrado en la alta energía de los laboratorios. El CERN tiene material de enseñanza en su sitio, que será útil para la escuela secundaria de los niños.
El único sencillo "experimento" que se me ocurre es la de usar la vieja cámara de burbujas fotografías de interesante 4 restricción de eventos. Por ejemplo este caso de un antiprotón aniquilar en un lambda anti lambda par.
Uno podría tener el niño medir la curvatura encontrar el momenta, que sería la parte experimental, identificar el tipo de partícula a partir de la densidad de ionización, etc.
Esto demostraría la aniquilación, la masa de las relaciones energéticas etc.
heathrow
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25
La manera históricamente exacta es hacer el experimento de Fizeau. Esto requiere el establecimiento de un interferómetro, pero estoy seguro de que los comerciales de los interferómetros, siendo instrumentos de precisión, son muy caros. Para hacer un interferómetro, usted debe por un láser y un espejo, y algunos óptica de troncos y hacer usted mismo--- no tiene que mover. Hacer el láser ir a través de un tubo de vidrio en el agua, y poco a poco hacer que el agua se mueva a una velocidad mayor, y buscar las franjas de interferencia en movimiento como la velocidad de los cambios de agua. A partir de esto se puede inferir que la velocidad de la luz en un movimiento medio, y esta es una buena prueba de la relativista de la velocidad de adición a la ley. Si usted construido a sí mismo (es un proyecto masivo), el material, con un costo de menos de $250.
Otra posibilidad es buscar el o medir la frecuencia ciclotrónica de los electrones en un campo magnético. Usted hace el campo magnético más fuerte, para ver el cambio en la masa con la velocidad. Esta fue una de las primeras pruebas de que la discriminación entre el SR y otras teorías contemporáneas.
En los laboratorios de posgrado, de muones de vida es una medida estándar y, a continuación, el muón que llegan a la tierra es un relativista del tiempo dilatación efecto. No estoy seguro sobre el costo. Este es sólo cualitativa, ya que no está midiendo el muón toda la vida, como una función de la velocidad. Que sería demasiado caro.
Tal vez la mejor y más barata manera de motivar a la relatividad es demostrar que un imán en movimiento más allá de un bucle de alambre da el mismo de inducción de corriente en el alambre al pasar un imán. Los dos efectos tienen diferentes explicaciones sin que la relatividad: el traslado del cable se siente una fuerza de Lorentz del campo magnético que las unidades de los portadores de carga, mientras que el movimiento del imán genera un campo eléctrico a causa de una corriente, por la ley de Faraday de la inducción. Sin embargo, los dos efectos de la misma magnitud de corriente, lo que sugiere que E y B gire el uno en el otro en virtud de una transformación de la trama, algo que sólo ocurre en la relatividad. Esto puede ser hecho por un par de dólares.
Jake Wharton
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160
Otra idea es la demostración de los principios detrás de GPS sistema. Usted puede demostrar que usted puede determinar su posición, utilizando solo cuatro satélites. GPS ¿por resolver el siguiente sistema: $$|\vec{r}-\vec{r}_i| = c(t-t_i)$$ Tiene cuatro incógnitas: su posición $\vec{r}$ y precisos de su tiempo $t$. Por lo que necesita de cuatro ecuaciones para cerrar el sistema -- cuatro satélites con posiciones $\vec{r}_i$ de señal y emmition veces $t_i$. (De hecho, he visto en algún sitio que si usted puede conseguir datos crudos desde el GPS, entonces usted sería capaz de calcular la posición "a mano", mediante la resolución de este sistema.)
Observe que no es necesario para corregir la velocidad relativa del receptor y el satélite. Sólo tienes que poner la velocidad de la luz $c$ en las ecuaciones, a pesar del hecho de que este movimiento relativo puede ser muy rápido. La razón por la que es de la Relatividad Especial.
Aquí es el de la revisión sobre el tema en la Física de Hoy en día.
Compruebe también este vídeo para el sencillo introducción.
aceinthehole
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1460
Como anna v, soy un físico de partículas y estoy pensando que a lo largo de esas líneas.
No he probado lo siguiente y se requeriría algo de electrónica de trabajo de usted. Además, esto no es una clase de demostración, pero un proyecto de laboratorio en el que los estudiantes serían capaces de convencerse a sí mismos de que la relatividad funciona como se anuncia.
Examinar la relación entre el $T$ $p$ para un electrón
La construcción del aparato1
Obtener un tubo de rayos catódicos con una pantalla luminosa en el extremo. El más largo de la trayectoria de vuelo al mejor. Las personas son de todos, pero regalando Televisores CRT y monitores en estos días, pero sería mejor conseguir uno para que manual técnico detallado estaban disponibles (un antiguo osciloscopio analógico sería una buena apuesta) como usted tendrá que rehacer la unidad electrónica.
Arranca el controlador electrónico y reemplazarlo con uno donde se puede conocer y varían tanto el potencial acelerador y la dirección actual (sólo una dirección de dirección es necesario). Ambos materiales tendrán que ser estable y altamente precisa.
El trabajo de laboratorio
Por medio de la teoría, demuestran que $T \propto \Delta V$ $\Delta \theta \propto \frac{I}{p}$ (donde $T$ es la energía cinética de un electrón, $V$ es el potencial acelerador, $\Delta \theta$ es el ángulo de deflexión de la viga y $I$ es la corriente a través de la dirección de la bobina).
Los estudiantes deben tomar medidas detalladas de la $\Delta \theta$ como una función de $I$$\Delta V$. (Por lo general, prefiero preguntarles a desarrollar la metodología para estas medidas en sí mismos). De aquellos que deberían ser capaces de demostrar que $T \ne \frac{p^2}{2m}$ en general y que en la mayor disposición de los potenciales de $T \propto p$.
Si el dispositivo funciona a baja suficientes energías que puede ser capaz de extraer un valor de $m_e$ bajo el supuesto de la relatividad especial.
1 puede ser posible Que a simple comprar un adecuado aparato. No sé si vendrá en menos de US$250 pensamiento.
Martin Klinke
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Podría mostrarles una pieza de oro. Tal vez caer en ácido y observar la (falta de) resultado.
El oro debe tanto a su color y resistencia a la corrosión de la relatividad especial. Ver Lo que Da de Oro que Suave Resplandor?
