V poslední části série se pokusíme pro středoškoláky co nejpřirozeněji propojit prostor a čas v jeden celek - prostoročas. Díky předchozím článkům máme také připravenou půdu, abychom ukázali, jak obecná teorie relativity popisuje gravitaci jako zakřivení prostoročasu. Nakonec přímo porovnáme přístup Newtonovy teorie gravitace a obecné relativity., In the last part of this series we will attempt, in a way that is as natural for upper secondary students as possible, to join space and time into one entity - spacetime. Thanks to previous articles we have all the necessary tools prepared to show how general relativity views gravity as curvature of spacetime. We will also directly compare the approach of Newton‘s theory of gravity and general relativity., Matěj Ryston., and Obsahuje bibliografické odkazy
General Relativity (GR) is traditionally viewed as too abstract and mathematically complex to be taught at upper secondary school. It is for students, however, a very interesting and, thanks to its astrophysical predictions, quite appealing part of physics. In this four-part series we will describe a way to introduce the basics of GR using only the language of upper secondary mathematics and physics; especially why physicists “tell us” that “gravitation is curvature of spacetime”. Individual articles: Non-Euclidean geometry, Geometrical view of gravitation, Time dilation and GPS and Gravitation as curvature of spacetime correspond with a series of ideas, which will hopefully lead to a better understanding of GR and ideally, also deepen interest in this beautiful theory as well as physics itself., V této části série se pokusíme motivovat souvislost mezi geometrií a gravitací. Ukážeme, že na rozdíl od jiných druhů interakcí má geometrický pohled na gravitaci smysl díky univerzálnosti jejího působení. Zmíníme se o slabém principu ekvivalence a ukážeme si Flammův paraboloid, dvojrozměrnou zakřivenou plochu, která má přímou souvislost s obecnou teorií relativity. Zároveň se budeme zabývat často zmiňovanou analogií připodobňující prostoročas k prohnuté pružné bláně., Matěj Ryston., Pozor! Ve výtisku je anglický překlad = název a abstrakt uveden chybně ve znění jako 1. část. Nikde pak nejsou uvedena errata., and Obsahuje bibliografické odkazy
Obecná teorie relativity (OTR) je tradičně vnímána jako příliš abstraktní a matematicky složitá na to, aby mohla být vyučována na střední škole. Jedná se ale o velmi zajímavou partii fyziky, se kterou se zvídavý středoškolák setká i mimo školu. Její fascinující a dosud úspěšné astrofyzikální předpovědi, jako jsou černé díry nebo gravitační vlny, z ní činí velmi atraktivní téma pro výuku. Ve čtyřdílném článku si postupně ukážeme, jak je možné v řeči středoškolské matematiky a fyziky a zejména pomocí praktických aktivit a pomůcek představit základní myšlenky OTR, konkrétně proč nám fyzikové "tvrdí", že "gravitace je zakřivení prostoročasu". Jednotlivé články Neeukleidovská geometrie, Geometrický pohled na gravitaci, Dilatace času a GPS a Gravitace jako zakřivení prostoročasu korespondují s postupnými myšlenkovými kroky, které nás mají dovést nejen k lepšímu pochopení OTR, ale v ideálním případě i prohloubit náš zájem o tuto krásnou teorii či fyziku vůbec., General Relativity (GR) is traditionally viewed as being too abstract and mathematically complex to be taught at upper secondary school. It is for students, however, a very interesting and, thanks to its astrophysical predictions, quite appealing part of physics. In the up-coning four-part series we will describe a possible way to introduce the basics of GR using only the language of upper secondary mathematics and physics; in particular, why physicists “tell us” that “gravitation is curvature of spacetime”. Individual articles: non-Euclidean geometry, geometrical view of gravitation, time dilation and GPS, and gravitation as curvature of spacetime correspond to a series of thoughts, which will hopefully lead to a better understanding of GR and ideally, also deepen interest in this beautiful theory as well as physics itself., and Matěj Ryston.
V dnešním díle se zaměříme na hůře představitelnou, ale neopomenutelnou část obecné relativity, kterou je čas. Zejména pak na účinky gravitace na jeho plynutí a způsoby, jakými můžeme studentům tento jev přiblížit. Abychom se vyhnuli složité teorii, bude těžiště našeho výkladu spočívat v popisu reálných experimentů. Nesmí samozřejmě chybět ani zmínka o satelitních systémech globální navigace, které jsou esem v rukávu každého, kdo čelí otázkám typu "k čemu nám je ta relativita vlastně dobrá?"., In this part we will focus on the difficult to imagine, but essential part of relativity, i.e. time, and especially how gravity affects its flow and possible approaches for explaining these phenomena to students. In order to avoid complicated theory, the core of our explanation will be a description of real experiments. Finally, we must not forget to mention satellite systems for global navigation, which are an “ace up one’s sleeve” when facing questions like “What is relativity really good for?”., Matěj Ryston., and Obsahuje bibliografické odkazy