physik400

Spez. Relativitätstheorie (1905)

Anfang des 20. Jahrhunderts untersuchte man die damals neu endeckten Elektronen auf ihre Massenveränderlichkeit bei Bewegung. Man stellte sich die Frage, ob die Masse eines negativen Ladungsträgers von ihrem Bewegungszustand abhängig sei. Hierbei spielt die Lichtgeschwindigkeit eine ganz wichtige Rolle: Hendrik Antoon Lorentz fand sogar heraus, dass sich bei einem schnell bewegten Elektron nicht nur die Masse, sondern auch die Zeit (Zeitdilatation) und die Länge (Längenkontraktion) verändern.¹Hintergrund ist, dass die Gesetze der Elektrodynamik (also die Maxwell-Gleichungen von 1865) in allen Bezugssystemen gleich gelten müssen, da andernfalls die Lichtgeschwindigkeit vom Bezugssystem abhängig wäre. Diese Abhängigkeit wurde aber durch das Michelson-Morley-Experiment 1881 widerlegt. Albert Einstein wendete diese Erkenntnisse nun bei seiner Analyse konsequent an und beleuchtete klar die Folgen: Längen und Zeitdauern hängen von der Bewegung des Betrachters ab und Energie und Masse sind äquivalent.

1905 eröffentlichte er seine Arbeit mit dem Titel „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“, in der er die Elektronentheorie von Lorentz auf Grundlage der Elektrodynamik nochmals deutlich vertiefte. Einstein: „Gibt ein Körper die Energie E in Form von Strahlung ab, so verkleinert sich seine Masse um E/c².“ Daher die berühmte Gleichung: E=m*c².²

Literaturnachweis:

¹ vgl. Spez. Relativitätstheorie (1)
² vgl. Spez. Relativitätstheorie (2)

Albert Einstein
Abb.: Israelische Briefmarke aus dem Jahr 1956