Három esszétéma közül kell választania egyet (az alábbi az egyik). Fejtse ki másfél‑két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie.
2. A relativitási elv
Aligha vitatható, hogy Einstein speciális relativitáselmélete a fizikatörténet egyik legnagyobb hatású eredménye. Az elmélet gyökerei a klasszikus fizikáig nyúlnak vissza. Az elmélet születésekor Einstein kiterjesztette Galilei mechanikában megfogalmazott relativitási elvét, és feltételezte a légüres térben terjedő fény sebességének határsebesség jellegét.
Mit mond ki a Galilei által megfogalmazott relativitási elv?
Milyen tapasztalatot szerezhetnek a fény légüres térben mérhető sebességéről az egymáshoz képest egyenes vonalú egyenletes mozgást végző megfigyelők?
Mérési eredményüket hogyan befolyásolja relatív mozgásuk?
Ezek a tapasztalatok hogyan állnak összhangban az Einstein által kiterjesztett relativitás elvvel?
Mit jelent az, hogy a fény légüres térben mért sebessége határsebesség?
Milyen érdekes, új állítást fogalmaz meg az Einstein-féle relativitáselmélet egy olyan test mozgásáról, melyet állandó erővel, folyamatosan gyorsítunk?
Hogyan magyarázza ezt meg a relativitáselmélet?
a) A Galilei-féle relativitási elv:
4 pont
Az egymáshoz képest egyenes vonalú egyenletes mozgást végző vonatkoztatási rendszerekben a mechanika törvényei azonosak.
vagy:
Inerciarendszernek nevezzük azt a vonatkoztatási rendszert, melyben Newton törvényei érvényesek. Egy inerciarendszerhez képest egyenes vonalú egyenletes mozgást végző vonatkoztatási rendszer is inerciarendszer.
b) A megfigyelők relatív mozgásának hatása a fény tapasztalt sebességére:
3 pont
(A 3 pont akkor adható meg, ha a jelölt egyértelművé teszi, hogy a fény sebességét az egymáshoz képest mozgó megfigyelők, relatív sebességüktől függetlenül azonosnak tapasztalják, mérik.)
c) Összhang az Einstein-féle relativitás elvvel:
4 pont
Mivel az Einstein által kiterjesztett relativitási elv értelmében az egymáshoz képest egyenes vonalú egyenletes mozgást végző megfigyelők vonatkoztatási rendszereiben a fizikai állandók azonosak, ezért a fénysebességnek a megfigyelő mozgásától független volta a kiterjesztett relativitási elvből következik.
d) A légüres térben mért fénysebesség határsebesség jellege:
2 pont
A légüres térben mérhető fénysebességet nem lehet átlépni.
(Ha a vizsgázó nem említi, hogy a légüres térben mért fénysebesség a határsebesség, akkor maximum 1 pont adható.)
e) Állandó erővel gyorsított test sebességére vonatkozó megállapítás megfogalmazása:
Egy állandó erővel gyorsított test sebessége a test sebességének növekedésével egyre kisebb mértékben nő. A test sebessége a légüres térben mért fénysebességhez közelít, de azt nem érheti el.
(Ha a vizsgázó nem említi, hogy a légüres térben mért fénysebesség a határsebesség, csak egyszer vonható le 1 pont.)
2 pont
f) A sebességnövekedés lassulásának értelmezése:
3 pont
A sebesség növekedésével a test tömege is nő, ezért a test egyre nehezebben gyorsítható.
vagy:
Az állandó erő okozta lendületváltozás a sebesség növekedésével egyre kisebb sebességváltozást jelent.
Összesen: 18 pont