TANKEEXPERIMENT – om fantasin som redskap inom fysiken

TANKEEXPERIMENT
– om fantasin som redskap inom fysiken
Sören Holst
Galileo Galilei (1564 - 1642)
Alla föremål har en
“naturlig fallhastighet”.
Tyngre föremål faller
snabbare än lätta.
Aristoteles (300-tal f.Kr.)
Faller långsammare än
stora stenen för sig.
Faller snabbare än
stora stenen för sig.
Aristoteles hypotes fel.
Galileo: alla föremål faller lika fort.
Varför funkar inte resonemanget
för fallrörelse i luft eller vatten?
– Föremålens form spelar roll!
Alla kroppar faller lika fort i vakuum
Vad är ett tankeexperiment?
Ett tankeexperiment
●
är hypotetiskt
●
innefattar konkret situation
●
har ett resultat
med giltighet även bortom
den konkreta situationen
Relativitetsprincipen
Galileo Galilei (1564 – 1642)
Relativitetsprincipen
Det är inte möjligt att avgöra
med vilken fart man rör sig
utan att jämföra sin rörelse
med något annat
Galileo Galilei (1564 – 1642)
Galileo Galilei
(1564 – 1642)
Albert Einstein
(1879 – 1955)
c
A.E.
c
?
c
Maxwells teori för elektromagnetism
⇒
Ljuset rör sig med
farten c ≈ 300 000 000 m/s
A.E
.
Einstein rör sig med farten c
⇒
Einstein ser stillastående våg
Galileos relativitetsprincip
⇒
Maxwells teori tillämpbar
även då Einstein färdas med c
– Fröet till den speciella relativitetsteorin!
Isaac Newton (1642 - 1727)
Newton förenade två tidigare åtskilda delar av naturbeskrivningen:
Fallrörelse vid jordytan och himlakropparnas rörelser
Månens omloppstid: 27 dygn
a ≈ 4,9 meter per minut
Låtsasmånen faller 602  4,9 meter per minut
Det innebär 4,9 meter per sekund.
– precis som vid vanlig
fallrörelse vid jordytan!
Einstein – inte nöjd med Newtons teori för gravitationen.
Ekvivalensprincipen
Newton:
Einstein:
Rörelse längs
rak linje i rumtiden
Rörelse som avviker
från rak linje i rumtiden
Hur kan man få ut något av att föreställa sig det omöjliga?
Tankeexperiment undersöker teorier för verkligheten
Tankeexperimenten låter oss “testa” teorierna
i extremfall, eller orealistiska situationer
– kan leda till att en hypotes måste förkastas
– eller till en ny insikt om hur ett fenomen bör förstås
Kursen går kvällstid
måndagar och onsdagar
vecka 25 – 30
För mer info, se
www.fysik.su.se/~holst/relativitetsteori