Spezielle Relativitätstheorie: Online-Quizze und Übungen für Klasse 13

Question 1

Wie wirkt sich die relative Geschwindigkeit zwischen Beobachter und bewegendem Objekt auf die wahrgenommene Zeitdilatation aus?

Accepted Answer

Sie nimmt bei größerer Geschwindigkeit zu.

Answer

Sie nimmt bei größerer Geschwindigkeit ab.

Answer

Sie bleibt unabhängig von der Geschwindigkeit unverändert.

Answer

Sie ist umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit.

Question 2

Welche Aussage beschreibt die Konsequenz der Längenkontraktion?

Accepted Answer

Objekte erscheinen in Bewegungsrichtung verkürzt.

Answer

Objekte erscheinen in Bewegungsrichtung verlängert.

Answer

Die Länge von Objekten bleibt unabhängig von ihrer Bewegung unverändert.

Answer

Objekte werden schwerer, wenn sie sich bewegen.

Question 3

Welche berühmte Gleichung drückt die Äquivalenz von Masse und Energie aus?

Accepted Answer

E = mc^2

Answer

m = Ec^2

Answer

E = mv^2

Answer

m = Ev^2

Question 4

Was wird unter einem Inertialsystem verstanden?

Accepted Answer

Ein System, das sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt.

Answer

Ein System, das sich mit beschleunigter Bewegung bewegt.

Answer

Ein System, das auf der Erde ruht.

Answer

Ein System, das sich in einem Gravitationsfeld befindet.

Question 5

Welches Prinzip besagt, dass die physikalischen Gesetze in allen Inertialsystemen die gleiche Form annehmen?

Accepted Answer

Relativitätsprinzip

Answer

Äquivalenzprinzip

Answer

Superpositionsprinzip

Answer

Aktionsprinzip

Question 6

Wie verändert sich die Zeit für einen bewegten Beobachter im Vergleich zu einem ruhenden Beobachter?

Accepted Answer

Sie verlangsamt sich.

Answer

Sie beschleunigt sich.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie kehrt sich um.

Question 7

Wie verändert sich die Länge eines Objekts für einen bewegten Beobachter im Vergleich zu einem ruhenden Beobachter?

Accepted Answer

Sie verkürzt sich.

Answer

Sie verlängert sich.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie schrumpft auf einen Punkt zusammen.

Question 8

Welche der folgenden Formeln beschreibt die Längenkontraktion?

Accepted Answer

l' = l / √(1 - v²/c²)

Answer

l' = l * √(1 - v²/c²)

Answer

l = l' * √(1 - v²/c²)

Answer

l = l' / √(1 - v²/c²)

Question 9

In welchem Jahr veröffentlichte Albert Einstein die spezielle Relativitätstheorie?

Accepted Answer

1905

Answer

1915

Answer

1925

Answer

1935

Question 10

Was besagt das Relativitätsprinzip?

Accepted Answer

Die physikalischen Gesetze gelten für alle Beobachter in gleichförmig bewegten Bezugssystemen.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen unterschiedlich.

Answer

Die Schwerkraft wirkt nur auf ruhende Objekte.

Answer

Die Zeit vergeht für alle Beobachter gleich schnell.

Question 11

Welche Größe bleibt in der Speziellen Relativitätstheorie unverändert?

Accepted Answer

Geschwindigkeit des Lichts

Answer

Länge

Answer

Zeit

Answer

Masse

Question 12

Welche Formel beschreibt die Längenkontraktion?

Accepted Answer

L = L₀ / √(1 - v²/c²)

Answer

L = L₀ * √(1 - v²/c²)

Answer

L = L₀ * v / c

Answer

L = L₀ / v

Question 13

Was ist das Zwillingsparadoxon?

Accepted Answer

Ein Gedankenexperiment, das einen scheinbaren Widerspruch in der Speziellen Relativitätstheorie aufzeigt.

Answer

Ein Experiment, das die Zeitdilatation beweist.

Answer

Eine Erklärung für die Expansion des Universums.

Answer

Ein Beweis für die Äquivalenz von Masse und Energie.

Question 14

Welcher Effekt wird durch die Lorentz-Transformation beschrieben?

Accepted Answer

Zeitdilatation und Längenkontraktion

Answer

Dopplereffekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 15

Was ist die Lorentz-Invarianz?

Accepted Answer

Die Unveränderlichkeit der physikalischen Gesetze unter Lorentz-Transformationen.

Answer

Die Unveränderlichkeit der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen.

Answer

Die Erhaltung von Energie und Impuls in allen Inertialsystemen.

Answer

Die Relativität von Gleichzeitigkeit

Question 16

Was ist die Raumzeit?

Accepted Answer

Eine vierdimensionale Vereinigung von Raum und Zeit

Answer

Eine dreidimensionale Darstellung des Raumes

Answer

Eine eindimensionale Darstellung der Zeit

Answer

Eine zweidimensionale Darstellung der Raumzeit

Question 17

Wer hat die Spezielle Relativitätstheorie entwickelt?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Galileo Galilei

Answer

Max Planck

Question 18

Nach dem Relativitätsprinzip gilt:

Accepted Answer

Die physikalischen Gesetze sind in allen Inertialsystemen gleich.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen unterschiedlich.

Answer

Die Masse eines Körpers ist in allen Inertialsystemen veränderlich.

Answer

Die Zeitdilatation ist nur in beschleunigten Systemen relevant.

Question 19

Die Zeitdilatation bewirkt:

Accepted Answer

eine verlangsamte Zeitmessung in bewegten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine beschleunigte Zeitmessung in bewegten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine verkürzte Zeitmessung in beschleunigten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine gedehnte Zeitmessung in beschleunigten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Question 20

Die Längenkontraktion bewirkt:

Accepted Answer

eine Verkürzung der Längenmessung in bewegten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine Verlängerung der Längenmessung in bewegten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine Verkürzung der Längenmessung in beschleunigten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Answer

eine Verlängerung der Längenmessung in beschleunigten Systemen relativ zu ruhenden Systemen.

Question 21

Welche der folgenden Aussagen zur Lorentztransformation ist korrekt?

Accepted Answer

Sie transformiert Zeit- und Raumkoordinaten zwischen zwei Inertialsystemen.

Answer

Sie ist nur für sehr hohe Geschwindigkeiten gültig.

Answer

Sie berücksichtigt die Gravitation.

Answer

Sie ist eine quadratische Transformation.

Question 22

Welche der folgenden Größen ist eine Invariante der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum

Answer

Masse

Answer

Zeit

Answer

Länge

Question 23

Wie verändert sich die kinetische Energie eines Teilchens bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Sie nähert sich einem konstanten Wert.

Answer

Sie wächst linear mit der Geschwindigkeit.

Answer

Sie wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit.

Answer

Sie wächst exponentiell mit der Geschwindigkeit.

Question 24

Welche der folgenden Aussagen zur speziellen Relativitätstheorie ist falsch?

Accepted Answer

Sie ist eine quantenmechanische Theorie.

Answer

Sie gilt nur für Inertialsysteme.

Answer

Sie hat wichtige Auswirkungen auf die Physik von Hochgeschwindigkeitsteilchen.

Answer

Sie wurde von Albert Einstein entwickelt.

Question 25

Welches Postulat der Speziellen Relativitätstheorie besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum für alle Beobachter in allen Inertialsystemen unabhängig von ihrer Bewegung gleich ist?

Accepted Answer

Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Answer

Äquivalenzprinzip

Answer

Relativitätsprinzip

Answer

Zeitdilatationsprinzip

Question 26

Wie lautet die Formel für die Zeitdilatation, die beschreibt, wie sich die Zeit für einen bewegten Beobachter im Vergleich zu einem ruhenden Beobachter verlangsamt?

Accepted Answer

Δt' = Δt / √(1 - v²/c²)

Answer

Δt' = Δt

Answer

Δt = Δt' / √(1 - v²/c²)

Answer

Δt = Δt' * √(1 - v²/c²)

Question 27

Welche der folgenden Größen ist ein 4-Vektor in der Speziellen Relativitätstheorie, der sowohl Raum- als auch Zeitkomponenten enthält?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Position

Answer

Beschleunigung

Answer

Masse

Question 28

Welche der folgenden Experimente liefern experimentelle Beweise für die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Foucault-Pendel

Answer

Rutherford-Streuexperiment

Question 29

Welches Prinzip besagt, dass die physikalischen Gesetze in allen Inertialsystemen gleich sind?

Accepted Answer

Relativitätsprinzip

Answer

Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Answer

Prinzip der Zeitdilatation

Answer

Prinzip der Längenkontraktion

Question 30

Was beschreibt die Zeitdilatation?

Accepted Answer

Die Zeit vergeht für bewegte Objekte langsamer als für ruhende Objekte.

Answer

Die Zeit vergeht für bewegte Objekte schneller als für ruhende Objekte.

Answer

Die Zeit vergeht für alle Objekte gleich schnell.

Answer

Die Zeit kann nur in eine Richtung fließen.

Question 31

Was bewirkt die Längenkontraktion?

Accepted Answer

Objekte erscheinen in Bewegungsrichtung verkürzt.

Answer

Objekte erscheinen in Bewegungsrichtung verlängert.

Answer

Objekte erscheinen in allen Richtungen verkürzt.

Answer

Objekte erscheinen in allen Richtungen verlängert.

Question 32

Welche Größe ist nicht relativ zur Bewegung des Beobachters?

Accepted Answer

Masse

Answer

Zeit

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Länge

Question 33

Wie hat die Spezielle Relativitätstheorie die klassische Physik beeinflusst?

Accepted Answer

Sie hat die klassische Physik auf hohe Geschwindigkeiten erweitert.

Answer

Sie hat die klassische Physik vollständig widerlegt.

Answer

Sie hat das Newtonsche Gravitationsgesetz widerlegt.

Answer

Sie hat keine Auswirkungen auf die klassische Physik.

Question 34

Wer gilt als Begründer der Speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Galileo Galilei

Answer

Max Planck

Question 35

Wer gilt als Begründer der Speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Marie Curie

Answer

Max Planck

Question 36

Welche Konsequenz hat die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit für die Zeit?

Accepted Answer

Bewegte Uhren gehen langsamer.

Answer

Bewegte Uhren gehen schneller.

Answer

Die Zeit ist absolut.

Question 37

Was beschreibt die Längenkontraktion?

Accepted Answer

Die Verkürzung von Objekten in Bewegungsrichtung.

Answer

Die Verlängerung von Objekten in Bewegungsrichtung.

Answer

Die Drehung von Objekten um ihre Achse.

Question 38

Welche Formel beschreibt die Zeitdilatation?

Accepted Answer

Δt' = Δt / γ

Answer

Δt' = Δt + γ

Answer

Δt = Δt' - γ

Answer

Δt = Δt' * γ

Question 39

Welche Konsequenz ergibt sich aus der Äquivalenz von Masse und Energie?

Accepted Answer

Masse kann in Energie umgewandelt werden und umgekehrt.

Answer

Masse und Energie sind unabhängig voneinander.

Answer

Energie kann nicht in Masse umgewandelt werden.

Question 40

Welche Aussage zu den Lorentz-Transformationen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglichen die Umrechnung von Raum- und Zeitkoordinaten zwischen verschiedenen Inertialsystemen.

Answer

Sie beschreiben die Bewegung von Teilchen in einem Atomkern.

Question 41

Welcher Effekt tritt auf, wenn sich ein Objekt der Lichtgeschwindigkeit annähert?

Accepted Answer

Seine relativistische Masse nimmt zu.

Answer

Seine Ladung nimmt zu.

Answer

Seine Temperatur sinkt.

Answer

Seine Bewegungsenergie nimmt ab.

Question 42

Welches Prinzip ist die Grundlage der Speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Das Relativitätsprinzip besagt, dass die physikalischen Gesetze für alle Beobachter in Inertialsystemen gleich sind.

Answer

Das Kausalitätsprinzip besagt, dass jede Wirkung eine Ursache hat.

Answer

Das Äquivalenzprinzip besagt, dass Gravitation und Trägheit äquivalent sind.

Answer

Das Superpositionsprinzip besagt, dass sich die Auswirkungen verschiedener Kräfte linear überlagern.

Question 43

Welche Größe bleibt in allen Inertialsystemen konstant und beträgt etwa 299.792 km/s?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit

Answer

Die Masse eines Objekts kann je nach Beobachter variieren.

Answer

Der Abstand zwischen zwei Objekten kann je nach Beobachter unterschiedlich sein.

Answer

Die Zeitdauer eines Ereignisses kann je nach Beobachter unterschiedlich sein.

Question 44

Welche Konsequenz ergibt sich aus der Zeitdilatation?

Accepted Answer

Bewegte Uhren laufen langsamer als ruhende Uhren.

Answer

Bewegte Uhren bleiben im Vergleich zu ruhenden Uhren gleich schnell.

Answer

Die Zeit vergeht für bewegte und ruhende Uhren mit gleicher Geschwindigkeit.

Answer

Bewegte Uhren laufen schneller als ruhende Uhren.

Question 45

Welche Auswirkung hat die Längenkontraktion?

Accepted Answer

Bewegte Objekte erscheinen verkürzt in Bewegungsrichtung.

Answer

Bewegte Objekte behalten ihre ursprüngliche Länge bei.

Answer

Bewegte Objekte erscheinen verlängert in Bewegungsrichtung.

Question 46

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Beziehung zwischen Masse und Energie in der Speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

E=mc²

Answer

E=1/2mv²

Answer

E=hv

Answer

E=hc/λ

Question 47

Was bewirken die Lorentz-Transformationen?

Accepted Answer

Sie transformieren Raum- und Zeitkoordinaten zwischen verschiedenen Inertialsystemen.

Answer

Sie beschreiben die Bewegung von Objekten mit relativistischen Geschwindigkeiten.

Answer

Sie sind nur für Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit gültig.

Question 48

Welche der folgenden Größen ist eine Invariante der Speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Raumzeitintervall

Answer

Masse

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Question 49

Welche Aussage ist gemäß dem Relativitätsprinzip korrekt?

Accepted Answer

Die physikalischen Gesetze gelten in allen Inertialsystemen gleich.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen unterschiedlich.

Answer

Die Physik ist nur in ruhenden Inertialsystemen gültig.

Question 50

Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich ein Objekt, für das ein Beobachter in einem ruhenden Inertialsystem eine Raumzeitintervalldilatation von γ = 2 misst?

Accepted Answer

v = 0,866 * c

Answer

v = 0,5 * c

Answer

v = 0,707 * c

Question 51

Welche der folgenden Aussagen über die Längenkontraktion ist korrekt?

Accepted Answer

Beobachter in einem bewegten Inertialsystem messen die Länge eines Objekts kürzer als Beobachter in einem ruhenden Inertialsystem.

Answer

Die Längenkontraktion tritt nur bei sehr hohen Geschwindigkeiten auf.

Question 52

Welche der folgenden Formeln beschreibt die Energie-Masse-Äquivalenz:

Accepted Answer

E = mc²

Answer

E = hf

Answer

E = mv²

Answer

E = p²c²

Question 53

Welche der folgenden Aussagen über die Masse-Energie-Relation ist korrekt?

Accepted Answer

Die Masse eines Objekts kann vollständig in Energie umgewandelt werden, und umgekehrt.

Answer

Die Masse eines Objekts ist eine unveränderliche Größe.

Answer

Die Energie eines Objekts kann nur teilweise in Masse umgewandelt werden.

Question 54

Welche der folgenden Größen ist ein Vektor?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Masse

Answer

Zeit

Question 55

Was ist die Lorentz-Transformation?

Accepted Answer

Eine Transformation zwischen Inertialsystemen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit zueinander bewegen.

Answer

Eine Transformation zwischen ruhenden Inertialsystemen.

Answer

Eine Transformation zwischen nicht-inertialen Systemen.

Question 56

Welches Prinzip besagt, dass die Naturgesetze für alle Beobachter in gleichförmiger Bewegung gleich sind?

Accepted Answer

Relativitätsprinzip

Answer

Superpositionsprinzip

Answer

Äquivalenzprinzip

Answer

Dopplereffekt

Question 57

Wie schnell ist das Licht im Vakuum?

Accepted Answer

299.792.458 m/s

Answer

340 m/s

Answer

Unendlich

Answer

186.000 Meilen pro Sekunde

Question 58

Was ist Zeitdilatation?

Accepted Answer

Beobachtete Verlangsamung der Zeit für bewegte Objekte relativ zu ruhenden Beobachtern

Answer

Veränderung der Raumdimensionen für bewegte Objekte

Answer

Beschleunigung der Zeit für bewegte Objekte

Answer

Veränderung der Masse für bewegte Objekte

Question 59

Welche der folgenden Aussagen über die Längenkontraktion ist korrekt?

Accepted Answer

Bewegte Objekte erscheinen kürzer in Bewegungsrichtung

Answer

Bewegte Objekte verändern ihre Größe nicht

Answer

Bewegte Objekte erscheinen länger in Bewegungsrichtung

Question 60

Was ist die Lorentz-Transformation?

Accepted Answer

Eine mathematische Transformation, die die Raum-Zeit-Koordinaten zwischen verschiedenen Bezugssystemen umwandelt

Answer

Eine physikalische Theorie, die die Bewegung von Teilchen beschreibt

Question 61

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Energie eines Teilchens?

Accepted Answer

E = mc²

Answer

E = hf

Answer

E = ½ mv²

Question 62

Wer hat die spezielle Relativitätstheorie entwickelt?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Answer

Isaac Newton

Answer

Galileo Galilei

Question 63

Was ist die Zwillingsparadoxie?

Accepted Answer

Ein Gedankenexperiment, das die Auswirkungen der Zeitdilatation auf die Lebensdauer von Zwillingen untersucht

Answer

Ein physikalisches Experiment, das die Zeitdilatation direkt misst

Question 64

Was ist die zentrale Aussage des Relativitätsprinzips?

Accepted Answer

Die physikalischen Gesetze sind in allen Inertialsystemen gleich.

Answer

Die Geschwindigkeit des Lichts hängt vom Bewegungszustand des Beobachters ab.

Answer

Die absolute Zeit ist eine absolute Größe.