Relativitätstheorie lernen: Quizze und Übungen für Klasse 12

Question 1

Welche bedeutende Erkenntnis über das Universum hat die Allgemeine Relativitätstheorie geliefert?

Accepted Answer

Sie hat die Existenz von Schwarzen Löchern vorhergesagt.

Answer

Sie hat die Unmöglichkeit von Zeitreisen bewiesen.

Question 2

Die Allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass massive Objekte die Raumzeit krümmen. Wie beeinflusst diese Krümmung die Bewegung anderer Objekte?

Accepted Answer

Objekte bewegen sich auf gekrümmten Bahnen.

Answer

Objekte bewegen sich auf geraden Linien schneller.

Answer

Objekte bewegen sich auf geraden Linien langsamer.

Answer

Die Krümmung hat keinen Einfluss auf die Bewegung von Objekten.

Question 3

Was ist die zentrale Erkenntnis aus dem Michelson-Morley-Experiment und wie hat sie die Relativitätstheorie beeinflusst?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Bewegung des Beobachters.

Answer

Ein ruhender Äther existiert.

Answer

Das Experiment wurde von Albert Einstein durchgeführt.

Answer

Das Experiment hatte keine Auswirkungen auf die Relativitätstheorie.

Question 4

Welcher Vorteil der astrometrischen Methode gegenüber der spektroskopischen Methode zur Untersuchung von Gravitationslinseneffekten wird in der folgenden Aussage beschrieben?

Accepted Answer

Astrometrische Messungen können an einer größeren Anzahl von Objekten durchgeführt werden.

Answer

Astrometrische Messungen sind weniger fehleranfällig.

Answer

Astrometrische Messungen erfordern weniger leistungsstarke Teleskope.

Question 5

Welche Aussage beschreibt die spezielle Relativitätstheorie treffend?

Accepted Answer

Sie gilt für Körper, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Answer

Sie erklärt die Gravitation als Krümmung der Raumzeit.

Answer

Sie berücksichtigt Beschleunigungseffekte auf die Zeit.

Answer

Sie ist nur gültig für Körper im Vakuum.

Question 6

Was bedeutet die Krümmung der Raumzeit?

Accepted Answer

Alle genannten Möglichkeiten.

Answer

Sie ist eine Folge von Masse und Energie.

Answer

Sie kann die Bewegung von Objekten beeinflussen.

Answer

Sie kann Licht ablenken.

Question 7

Welche Aussage zur Speziellen Relativitätstheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie gilt für Objekte mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Answer

Sie erklärt die Krümmung der Raumzeit durch Gravitation.

Answer

Sie besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen unterschiedlich ist.

Answer

Sie berücksichtigt keine Auswirkungen von Beschleunigung.

Question 8

Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Ursache für Gravitation:

Accepted Answer

Eine Krümmung der Raumzeit durch Masse und Energie

Answer

Eine Kraft zwischen zwei Massen

Answer

Eine Wechselwirkung zwischen elektrisch geladenen Teilchen

Answer

Eine Folge der Zentrifugalkraft

Question 9

Welche Auswirkung hat die Zeitdilatation auf eine bewegte Uhr?

Accepted Answer

Sie läuft langsamer als eine ruhende Uhr

Answer

Sie läuft schneller als eine ruhende Uhr

Answer

Ihre Zeitmessung bleibt unverändert

Answer

Ihre Zeitmessung kehrt sich um

Question 10

Was ist ein Schwarzes Loch?

Accepted Answer

Ein Bereich der Raumzeit mit so starker Gravitation, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann

Answer

Ein Stern, der aufgrund seiner eigenen Schwerkraft kollabiert ist

Answer

Ein Neutronenstern, der seine gesamte Masse verloren hat

Answer

Eine Wolke aus Staub und Gas, die einen Stern umgibt

Question 11

Welche der folgenden Wellen wird nicht durch die Allgemeine Relativitätstheorie vorhergesagt?

Accepted Answer

Schallwellen

Answer

Gravitationswellen

Answer

Elektromagnetische Wellen

Answer

Materiewellen

Question 12

Welche der folgenden Gleichungen ist die berühmteste Gleichung der Relativitätstheorie?

Accepted Answer

E=mc²

Answer

F=ma

Answer

ΔxΔp≥h

Answer

v=λf

Question 13

Welche Gleichung beschreibt die Äquivalenz von Masse und Energie?

Accepted Answer

E = mc²

Answer

F = ma

Answer

Δx = vΔt

Answer

c = λf

Question 14

Welcher Wissenschaftler ist für die Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie bekannt?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Marie Curie

Answer

Isaac Newton

Answer

Werner Heisenberg

Question 15

Welche Aussage zur Lorentz-Transformation ist korrekt?

Accepted Answer

Sie transformiert Ereigniskoordinaten von einem Inertialsystem in ein anderes.

Answer

Sie beeinflusst die Zeitdilatation in beschleunigten Systemen.

Answer

Sie verändert die Masse von Objekten in bewegten Systemen.

Question 16

Welcher Effekt ist eine Konsequenz der Zeitdilatation?

Accepted Answer

Die Lebensdauer bewegter Elementarteilchen verlängert sich.

Answer

Objekte in Bewegung werden schwerer.

Answer

Die Krümmung der Raumzeit nimmt zu.

Question 17

Was besagt das Äquivalenzprinzip?

Accepted Answer

Physikalische Effekte von Gravitation und Trägheitskräften sind ununterscheidbar.

Answer

Die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten ist direkt proportional zu ihren Massen.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen konstant.

Question 18

Nenne eine Grundannahme der Speziellen Relativitätstheorie.

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist für alle inertialen Beobachter unabhängig von ihrer Bewegung gleich.

Answer

Die Masse eines Körpers ist von seiner Geschwindigkeit abhängig.

Answer

Zeit und Raum sind absolute Größen.

Question 19

Welche Raum-Zeit-Transformation beschreibt den Zusammenhang von Koordinaten in verschiedenen Inertialsystemen?

Accepted Answer

Lorentz-Transformation

Answer

Galilei-Transformation

Answer

Fourier-Transformation

Question 20

Welche Größe bleibt bei Lorentz-Transformationen invariant?

Accepted Answer

Raum-Zeit-Intervall

Answer

Impuls

Answer

Energie

Answer

Geschwindigkeit

Question 21

Was gibt der Faktor gamma in der Zeitdilatationsformel an?

Accepted Answer

Den Faktor, um den die Zeit für einen sich bewegenden Beobachter verlangsamt ist.

Answer

Die Entfernung zwischen den Beobachtern

Answer

Die Geschwindigkeit des sich bewegenden Beobachters

Question 22

Welche Theorie beschreibt die Gravitation als Krümmung der Raumzeit?

Accepted Answer

Allgemeine Relativitätstheorie

Answer

Stringtheorie

Answer

Newton'sche Gravitationstheorie

Answer

Quantengravitationstheorie

Question 23

Welche Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie wurde experimentell bestätigt?

Accepted Answer

Ablenkung von Licht durch massive Objekte

Answer

Expansion des Universums

Answer

Quantisierung des elektromagnetischen Feldes

Answer

Existenz von Schwarzen Löchern

Question 24

Was ist ein Schwarzschild-Radius?

Accepted Answer

Der Radius eines Schwarzen Lochs, an dem Entkommen aus seiner Gravitationswirkung unmöglich ist.

Answer

Der Abstand zwischen zwei Schwarzen Löchern

Question 25

Wer hat maßgeblich zur Entwicklung der Relativitätstheorie beigetragen?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Galileo Galilei

Answer

Isaac Newton

Answer

Marie Curie

Question 26

Laut der speziellen Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit:

Accepted Answer

für alle Beobachter gleich, unabhängig von ihrer Bewegung

Answer

größer für Beobachter, die sich in Richtung der Lichtquelle bewegen

Answer

kleiner für Beobachter, die sich von der Lichtquelle weg bewegen

Question 27

Die Lorentz-Transformation ist eine mathematische Formel, die verwendet wird, um:

Accepted Answer

die Koordinaten eines Ereignisses aus zwei verschiedenen Bezugssystemen umzurechnen

Answer

die Geschwindigkeit eines Objekts relativ zu einem anderen zu berechnen

Answer

die Masse eines Objekts aus seiner Geschwindigkeit zu berechnen

Question 28

Welche der folgenden Aussagen über die allgemeine Relativitätstheorie ist richtig?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Gravitation als eine Krümmung der Raumzeit

Answer

Sie gilt nur für Objekte mit sehr hoher Masse

Answer

Sie wurde zuerst von Isaac Newton formuliert

Question 29

Was ist ein Schwarzes Loch?

Accepted Answer

Eine Region im Raum, aus der nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann

Answer

Ein Planet mit einer sehr dichten Atmosphäre

Answer

Ein Stern mit sehr hoher Oberflächentemperatur

Question 30

Wer leistete einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Nikola Tesla

Answer

Marie Curie

Answer

Isaac Newton

Question 31

Was ist der Hauptunterschied zwischen der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Die spezielle Relativitätstheorie behandelt die Bewegung in Inertialsystemen, während die allgemeine Relativitätstheorie die Bewegung in Gravitationsfeldern beschreibt

Answer

Die spezielle Relativitätstheorie gilt für Objekte mit konstanter Geschwindigkeit, während die allgemeine Relativitätstheorie für Objekte mit beschleunigter Bewegung gilt

Answer

Die spezielle Relativitätstheorie ist eine klassische Theorie, während die allgemeine Relativitätstheorie eine Quantenfeldtheorie ist

Question 32

Welche der folgenden Anwendungen basiert auf der Relativitätstheorie?

Accepted Answer

GPS

Answer

Dieselmotor

Answer

Mikrowelle

Answer

Papierflieger

Question 33

Was versteht man unter relativistischer Masse?

Accepted Answer

Die Masse eines sich bewegenden Objekts

Answer

Die Masse eines Objekts in Ruhe

Answer

Die Masse eines Objekts in einem Gravitationsfeld

Question 34

Die Zeitdilatation besagt, dass:

Accepted Answer

Zeit für bewegte Beobachter langsamer vergeht als für ruhende Beobachter

Answer

Zeit für alle Beobachter gleich vergeht, unabhängig von ihrer Bewegung

Answer

Zeit für ruhende Beobachter langsamer vergeht als für bewegte Beobachter

Question 35

Welche Gleichung beschreibt in der speziellen Relativitätstheorie den Zusammenhang zwischen Energie und Masse?

Accepted Answer

E = mc²

Answer

E = ½mv²

Answer

Δt = Δt₀ / γ

Answer

c = λf

Question 36

Welche Aussage zur allgemeinen Relativitätstheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Gravitation resultiert aus der Krümmung der Raumzeit.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in einem Gravitationsfeld variabel.

Answer

Die Zeit wird in einem Gravitationsfeld nicht beeinflusst.

Answer

Gravitation wird durch eine Kraft zwischen Massen verursacht.

Question 37

Welches Phänomen der allgemeinen Relativitätstheorie bewirkt die Ablenkung von Lichtstrahlen um massereiche Objekte?

Accepted Answer

Gravitationslinseneffekt

Answer

Zeitdilatation

Answer

Längskontraktion

Answer

Dopplereffekt

Question 38

Welche Größe bleibt nach der speziellen Relativitätstheorie invariant?

Accepted Answer

Raumzeitintervall

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Masse

Question 39

Welche Aussage zur Krümmung der Raumzeit ist richtig?

Accepted Answer

Sie wird durch die Anwesenheit von Masse und Energie verursacht.

Answer

Sie ist eine Folge der Bewegung von Objekten.

Answer

Sie ist im gesamten Universum konstant.

Question 40

Was beschreibt der Lorentz-Faktor in der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

γ = 1 / √(1 - v²/c²)

Answer

γ = c/v

Answer

γ = v/c²

Answer

γ = m/v

Question 41

Was ist der Schwarzschild-Radius eines Objekts?

Accepted Answer

Der Radius, innerhalb dessen die Gravitation so stark ist, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann.

Answer

Der Abstand, in dem die Gravitationskraft eines Objekts gleich der Zentrifugalkraft ist.

Question 42

Wer entwickelte die spezielle Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Marie Curie

Answer

Max Planck

Question 43

Welche Aussage ist ein Grundprinzip der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter in allen Inertialsystemen konstant.

Answer

Die Zeit vergeht für alle Beobachter gleich schnell.

Answer

Die Masse eines Objekts nimmt mit seiner Geschwindigkeit ab.

Answer

Die Gravitation ist eine Anziehungskraft zwischen Massen.

Question 44

Was beschreibt die Lorentz-Transformation?

Accepted Answer

Eine mathematische Umwandlung, die die Koordinaten eines Ereignisses von einem Inertialsystem in ein anderes transformiert.

Answer

Eine Theorie, die die Gravitation als eine Krümmung der Raumzeit beschreibt.

Answer

Ein Experiment, das die Gültigkeit der speziellen Relativitätstheorie bestätigte.

Question 45

Was ist die Zeitdilatation?

Accepted Answer

Die Verlangsamung der Zeit für sich bewegende Beobachter im Vergleich zu ruhenden Beobachtern.

Answer

Die Verlangsamung der Zeit für alle Beobachter, unabhängig von ihrer Bewegung.

Answer

Die Beschleunigung der Zeit für ruhende Beobachter im Vergleich zu sich bewegenden Beobachtern.

Question 46

Wie beschreibt die allgemeine Relativitätstheorie die Gravitation?

Accepted Answer

Als Krümmung der vierdimensionalen Raumzeit, verursacht durch die Anwesenheit von Masse und Energie.

Answer

Als eine Kraft, die zwischen Massen wirkt.

Answer

Als eine Wellenform, die sich durch den Raum ausbreitet.

Answer

Als eine Eigenschaft der Materie.

Question 47

Was ist ein Schwarzes Loch?

Accepted Answer

Eine Region im Raum, in der die Gravitation so stark ist, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann.

Answer

Eine Leere im Weltraum.

Answer

Ein Stern mit einer sehr großen Masse.

Question 48

Wie lässt sich die Relativitätstheorie in der Praxis anwenden?

Accepted Answer

Bei der Entwicklung von Satellitennavigationssystemen wie GPS.

Answer

Bei der Entwicklung von Atomwaffen.

Answer

Bei der Entwicklung von Raketenantrieben.

Question 49

Welches Experiment bestätigte die Existenz von Gravitationswellen?

Accepted Answer

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Answer

LHC (Großer Hadronen-Collider).

Answer

CERN (Europäische Organisation für Kernforschung).

Question 50

Wie kann die Relativitätstheorie zur Erklärung des Ursprungs des Universums beitragen?

Accepted Answer

Durch die Beschreibung der Raumzeit-Singularität, aus der das Universum entstanden sein soll.

Answer

Durch die Beschreibung der Entstehung der ersten Sterne.

Answer

Durch die Beschreibung der Entstehung der Galaxien.

Question 51

Nenne ein Grundprinzip der speziellen Relativitätstheorie.

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter gleich.

Answer

Die Masse eines Objekts bleibt konstant, unabhängig von seiner Geschwindigkeit.

Answer

Die Raumzeit ist dreidimensional.

Question 52

Was beschreibt die Lorentz-Transformation?

Accepted Answer

Die Umrechnung von Koordinaten eines Ereignisses von einem Inertialsystem in ein anderes.

Answer

Die Krümmung der Raumzeit durch massive Objekte.

Question 53

Was ist Zeitdilatation?

Accepted Answer

Die Verlangsamung der Zeit für bewegte Objekte im Vergleich zu ruhenden Objekten.

Answer

Die Krümmung des Raumes um massive Objekte.

Answer

Die Beschleunigung der Zeit für bewegte Objekte im Vergleich zu ruhenden Objekten.

Question 54

Was ist Längskontraktion?

Accepted Answer

Die Verkürzung von Objekten in Bewegungsrichtung im Vergleich zu ruhenden Objekten.

Answer

Die Krümmung des Raumes um massive Objekte.

Answer

Die Verlängerung von Objekten in Bewegungsrichtung im Vergleich zu ruhenden Objekten.

Question 55

Was ist ein Grundprinzip der allgemeinen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Gravitation ist die Krümmung der Raumzeit.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist unendlich.

Answer

Gravitation ist eine Kraft zwischen Massen.

Question 56

Was beschreibt die Schwarzschild-Metrik?

Accepted Answer

Die Krümmung der Raumzeit um ein kugelsymmetrisches, nicht rotierendes Objekt.

Answer

Die Krümmung der Raumzeit um ein rotierendes Objekt.

Question 57

Was ist die Gravitationslinsenwirkung?

Accepted Answer

Die Ablenkung von Licht durch die Krümmung der Raumzeit um massive Objekte.

Answer

Die Ablenkung von Licht durch die Reflexion von Objekten.

Answer

Die Ablenkung von Licht durch die Brechung in der Atmosphäre.

Question 58

Was ist die Zeitkrümmung?

Accepted Answer

Die Krümmung der Zeit durch Masse und Energie.

Answer

Die Krümmung der Zeit durch elektrische Felder.

Answer

Die Krümmung der Zeit durch Licht

Question 59

Was ist die Raumzeit?

Accepted Answer

Ein vierdimensionales Kontinuum aus Raum und Zeit.

Answer

Ein dreidimensionaler Raum plus die Zeit.

Answer

Eine eindimensionale Linie aus Raum und Zeit.

Answer

Eine zweidimensionale Ebene aus Raum und Zeit.

Question 60

Was ist die Äquivalenz von Masse und Energie?

Accepted Answer

E = mc²

Answer

E = mv²

Answer

E = ½ mv²

Answer

E = hf

Question 61

Ein Raumschiff rast mit 90% der Lichtgeschwindigkeit an der Erde vorbei. Ein Beobachter auf der Erde misst die Zeit, die das Raumschiff für eine bestimmte Strecke benötigt. Ein Beobachter im Raumschiff misst die gleiche Zeit. Welches Ergebnis ist richtig?

Accepted Answer

Der Beobachter auf der Erde misst eine längere Zeit.

Answer

Beide Beobachter messen die gleiche Zeit.

Answer

Der Beobachter im Raumschiff misst eine längere Zeit.

Question 62

Welche Aussage über die Lichtgeschwindigkeit ist korrekt?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeit der Lichtquelle ab.

Question 63

Welche Größe bleibt in der speziellen Relativitätstheorie konstant?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit

Answer

Die Masse

Answer

Die Zeit

Answer

Die Länge

Question 64

Ein Objekt mit einer Masse von 1 kg bewegt sich mit 99% der Lichtgeschwindigkeit. Wie groß ist die Masse des Objekts aus Sicht eines ruhenden Beobachters?

Accepted Answer

Größer als 1 kg

Answer

Kleiner als 1 kg

Answer

Die Masse kann nicht berechnet werden, da die Lichtgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann.

Answer

1 kg