Bij 60% juist krijg je +0.5 punt bij tentamencijfer
Slide 2 - Slide
Lesplan
Week 1 + 2: relativiteit
Week 3: lesopdrachten relativiteit
Week 4+5: kwantummechanica
Week 6: lesopdrachten kwantummechanica
Week 7: oefentoets
Slide 3 - Slide
Slide 4 - Slide
Kracht & Beweging 0: Aristoteles
Slide 5 - Slide
Je weet al een beetje relativiteit
Stel dat het vlot een snelheid heeft van 10 m/s, en dat de heteluchtballon een snelheid van 15 m/s.
Op welk referentiekader zijn de waarden van deze snelheden gebaseerd?
Wat is de snelheid van het vlot volgens de mens op de heteluchtballon?
Wat is de snelheid van de heteluchtballon volgens de mens op het vlot?
Slide 6 - Slide
Slide 7 - Slide
Slide 8 - Slide
Inertiaalstelsels
Een stelsel is inertiaal als zijn versnelling nul is
Galileïsche-Newtoniaanse relativiteit: alle basiswetten van natuurkunde zijn hetzelfde in alle inertiaalstelsels
Tijd, lengte, massa, versnelling, kracht veranderen niet in verschillende inertiaalstelsels
Positie en snelheid veranderen wel
Geen voorkeursstelsel: alle inertiaalstelsels zijn gelijkwaardig
Slide 9 - Slide
Slide 10 - Video
Is de aarde een inertiaalstelsel?
Ja
Nee
Slide 11 - Poll
Einsteins postulaten van speciale relativiteitstheorie (1905)
Eerste postulaat (relativiteitsprincipe):
De fysische wetten hebben dezelfde vorm in alle inertiaalstelsels
=
Er is geen experiment dat je kunt doen in een inertiaalstelsel om te bepalen of je in de rust bent of je uniform beweegt met constante snelheid.
Slide 12 - Slide
Probleem met de Wetten van Maxwell
Ze voorspellen dat de lichtsnelheid een constante waarde heeft
Ze voorspellen dat licht een golf is
Via welk medium plant licht zich voort? >>> Ether (assumptie)
Slide 13 - Slide
Volgens de ether-theorie, de ether en de aarde zijn in relatieve beweging. Dus het zou mogelijk moeten zijn om variaties in de lichtsnelheid te meten afhankelijk van de relatieve positie van de aarde en de ether.
Slide 14 - Slide
Het experiment van Michelson en Morley (1887) bewees dat de lichtsnelheid constant is. Er bestaat dus geen ether (licht plant zich voort in een vacuüm), en inderdaad is de lichtsnelheid wel constant.
Het experiment van Michelson en Morley bewees dat de lichtsnelheid constant is Dus geen ether (licht plant zich voort in een vacuüm)
Slide 15 - Slide
Einsteins postulaten van speciale relativiteitstheorie (1905)
Tweede postulaat (constantheid van de lichtsnelheid):
Licht plant zich door de vacuüm voort met een bepaalde snelheid c onafhankelijk van de snelheid van de bron of de waarnemer.
Slide 16 - Slide
Trein 1 rijdt parallel aan trein 2 met v1. Trein 2 staat stil. Als de twee treinen op dezelfde positie staan, raken twee bliksemschichten de kop en staart van beide treinen. Zien waarnemers O1 en O2 de flitsen tegelijkertijd gebeuren?
A
Ja
B
Nee
C
Heb meer gegevens nodig
D
Gelijktijdigheid bestaat niet
Slide 17 - Quiz
Slide 18 - Video
Stel je voor dat een wetenschapper op een ruimteschip met snelheid v een flits aanzet. Licht reist binnen het ruimteschip naar een spiegel en terug naar de lichtbron waar ook een lichtsensor is.
Slide 19 - Slide
Slide 20 - Slide
Slide 21 - Slide
Slide 22 - Slide
Slide 23 - Slide
Amber en Rose zijn tweelingzussen. Ze zijn 20 jaar oud.
Slide 24 - Slide
Rose maakt zich op voor een rondreis naar een ster op 30 lichtjaar afstand van de aarde. Ze reist met bijna lichtsnelheid. Amber wacht op haar op aarde.
Slide 25 - Slide
Voor wie geldt de eigentijd?
A
Amber
B
Rose
C
Een waarnemer die noch op aarde, noch op het ruimteschip is
D
Eigentijd is dezelfde voor Amber en Rose
Slide 26 - Quiz
Bereken de tijd zoals waargenomen door Amber en Rose. Upload je resultaten hier.
Slide 27 - Open question
Slide 28 - Slide
Slide 29 - Slide
Hoe wordt de paradox opgelost?
Slide 30 - Open question
Slide 31 - Slide
07 december
Komt iemand de les op te nemen
Slide 32 - Slide
Een muon
Muonen zijn instabiele deeltjes die in hun eigen stelsel een gemiddelde levensduur van 2,2 µs hebben. Ze kunnen in onze atmosfeer (10 km boven de aarde) gecreëerd worden, en we kunnen die detecteren. Stel dat een net-gecreëerd muon beweegt naar de aarde toe met een snelheid van 0.9997c
t.o.v. de aarde.
Bereken hoelang het duurt voordat een muon het oppervlak van de aarde bereikt, volgens een waarnemer op aarde.