特殊相対性理論で予測される「ローレンツ収縮」のシミュレーションをウェブ上で実行し、長さが縮む様子を観察できるサイトツールです。
上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元のローレンツ収縮シミュレーションページへ(新しいタブで開きます)。
ローレンツ収縮とは?
ローレンツ収縮は、物体が光速に近い高速で運動するとき、その運動方向に沿った長さが観測者の視点で短く見える現象です。
静止しているときの物体の長さが L0 だとすると、速度 vで動くときの長さ L は次の式で表されます。
ここで、c は光速です。
ローレンツ収縮シミュレーションツールの使い方
- 速度スライダーを左右に動かすことで、物体(棒)の速度 v を0から0.99倍の光速まで変更できます。
- 速度が上がると、画面中央を左右に移動している青い棒が運動方向(横方向)に縮みます。
- 棒の背景に薄く表示されている枠線が、棒の「静止時の長さ」を示しています。
- 画面下部に現在の速度と収縮後の棒の長さが数値で表示されます。
ツールの特徴
- 中心基準で棒が動くので、棒の中心位置は変わりますが、速度に応じた長さの変化がわかりやすくなっています。
- リアルタイムで描画が更新され、動的にローレンツ収縮の効果を体験できます。
- 長さの変化をピクセル数で視覚的に示すので、抽象的な相対論の概念を視覚的に理解しやすいです。
このツールで学べること
- 光速に近づくほど物体の長さが縮むイメージ
- ローレンツ収縮の定量的な変化(速度と長さの関係)
- 収縮は運動方向にのみ起こること
ローレンツ力シミュレーションツール まとめ
- ローレンツ収縮は光速に近い速度で動く物体の長さが縮む現象。
- このツールは速度を変えながら棒の長さの変化を視覚的に確認できる。
- 棒の静止時の長さと収縮後の長さを同時に比較可能。
- 相対論の基礎概念を直感的に理解したい方におすすめ。
光速に近づくと棒が縮む様子がよくわかります。特殊相対性理論の入門編の理解にオススメです。