アインシュタインについて

資料紹介

私が選んだ物理科学者は、アインシュタイン。高校の時に、物理に興味があり物理を勉強していた私にとって、物理界を著しく飛躍させたこの科学者は関心の中心であった。そこで、相対性理論すべてを理解しようと試みたのだが難解であったので、特殊相対性理論の主柱である二つの問いの答えをまとめていきたいと思う。その三つの問いとは、?なぜ動く物体は縮むのか、?なぜ、動く物体の時計が遅れるのかである。
　まず?について、なぜ動く物体は縮むのかという問いの答えをまとめてみる。
前提として、縮むとは如何なることかを定義しなければならない。縮むとは、物体にへばりついている別の観測者にとっての物体の進行方向の長さに比べて、静止している観測者にとっての物体の進行方向の長さが小さくなることである。そして、すべての等速直線運動する観測者にとって光の速さは一定であること、すべての等速直線運動する観測者にとって物理法則は変わらないことという二つの事柄を基本的仮定とする。
　例えば、少年が列車の中央に立っていて、今列車の両端から同時に光を少年に向けて発射したとする。次に、老人が列車の側面に正対し、列車の進行方向から垂直方向の遠い場所で、様子を見ていたとする。この場合、基本的仮定により光は同時に少年に届き、少年にとっては問題ないが、老人から見ると列車は動いているので光が同時に少年に届くという事実は成り立たないはずである。しかし、いくら相対性理論でも事実が見る人によって異なる相対的なものであるということは決してないので、老人から見て早く少年に届いた光が遅れて発射されたとするのである。
　この事象を数式で表していくと、物体は光の速さより速く動く事ができないという、有名なローレンツ短縮の式が導かれることになる。そして、その途中で、老人から見た列車の長さは、少年にとってのそれより小さいということが導かれることになるのである。

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私が選んだ物理科学者は、アインシュタイン。高校の時に、物理に興味があり物理を勉強していた私にとって、物理界を著しく飛躍させたこの科学者は関心の中心であった。そこで、相対性理論すべてを理解しようと試みたのだが難解であったので、特殊相対性理論の主柱である二つの問いの答えをまとめていきたいと思う。その三つの問いとは、①なぜ動く物体は縮むのか、②なぜ、動く物体の時計が遅れるのかである。
　まず①について、なぜ動く物体は縮むのかという問いの答えをまとめてみる。
前提として、縮むとは如何なることかを定義しなければならない。縮むとは、物体にへばりついている別の観測者にとっての物体の進行方向の長さに比べて、静止している観測者にとっての物体の進行方向の長さが小さくなることである。そして、すべての等速直線運動する観測者にとって光の速さは一定であること、すべての等速直線運動する観測者にとって物理法則は変わらないことという二つの事柄を基本的仮定とする。
　例えば、少年が列車の中央に立っていて、今列車の両端から同時に光を少年に向けて発射したとする。次に、老人が列車の側面に正対し、列車の進行方向から垂直方向の遠い...