direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Java-Visualisierungen zur Speziellen Relativitätstheorie

Lupe

Bewegt sich ein Beobachter mit sehr hoher Geschwindigkeit, verlieren nicht nur die Gesetze der Gleichzeitigkeit und Geometrie ihre Gültigkeit, auch elektromagnetische Felder und Effekte werden ohne Lorentztransformation nicht mehr korrekt beschrieben. Hier fliegt ein Beobachter in x-Richtung an einem E-Feld in z-Richtung vorüber. Berechnet man nun der Feldstärketensor für das mitbewegte Koordinatensystem mittels Lorentztransformation ergibt sich als relativistischer Effekt für den Beobachter ein Magnetfeld in y-Richtung.

Externe Links zur speziellen Relativitätstheorie

Lupe

In diesem Applet wird ein Ereigniss in zwei x-t-Diagrammen dargestellt, eines für den ruhenden Beobachter, das zweite für den mitbewegten Beobachter. Ein Slider stellt die Geschwindigkeiten auf Werte zwischen Null und der Lichtgeschwindigkeit ein. Die sich aus der Lorentztransformation ergebenden Verscherungswinkel der Koordinatenachsen sowie die Projektionen des Ereignisses auf die verschiedenen Achsen kann für den jeweiligen Geschwindigkeitswert betrachtet werden.

 

Die symmetrische Abstrahlcharakteristik gilt nur für langsame Geschwindigkeiten und im mitbewegten System. Für relativistische Geschwindigkeiten deformiert sich das Dipolfeld wie hier dargestellt.

Für oszillierende Ladungen mit relativistischen Geschwindigkeiten beobachtet aus dem Ruhesystem (beim Durchgang durch den Koordinatenursprung) enstehen verformte (Potenzial-)Felder der elektrischen sowie magnetischen Energiedichte und des Poyntingvektors. Hier können Frequenz und Amplitude des Oszillators, sowie Geschwindigkeit und Position der z-Achse variiert werden.

 

Lupe

Hinweis: Zum Ausführen der Demonstrationen wird der kostenlose Wolfram CDF Player (Win,Mac,Linux) oder Wolfram Mathematica (Version 6 oder höher) benötigt.

Der Quellcode (*.nb Datei) ist ebenfalls zum Download verfügbar und lässt sich mit Wolfram Mathematica ausführen.

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe