Parallel edition
On the Electrodynamics of Moving Bodies
By A. Einstein · Annalen der Physik (4) 17, 891–921 (1905).
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English
On the Electrodynamics of Moving Bodies
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[p. 892]I. Kinematischer Teil.
English
I. Kinematical Part.
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[p. 903]§ 4. Physikalische Bedeutung der erhaltenen Gleichungen, bewegte starre Körper und bewegte Uhren betreffend.
English
§ 4. Physical Meaning of the Equations Obtained, Concerning Moving Rigid Bodies and Moving Clocks.
Deutsch
[p. 903]Wir betrachten eine starre Kugel[1)] vom Radius , welche relativ zum bewegten System ruht, und deren Mittelpunkt im Koordinatenursprung von liegt. Die Gleichung der Oberfläche dieser relativ zum System mit der Geschwindigkeit bewegten Kugel ist:Position in the moving systemPosition in the moving systemPosition in the moving systemSphere radiusExplain this equation Die Gleichung dieser Oberfläche ist in , , ausgedrückt zur Zeit :Position in the stationary systemSpeed of the moving systemSpeed of lightPosition in the stationary systemPosition in the stationary systemSphere radiusExplain this equation Ein starrer Körper, welcher in ruhendem Zustande ausgemessen die Gestalt einer Kugel hat, hat also in bewegtem Zustande — vom ruhenden System aus betrachtet — die Gestalt eines Rotationsellipsoides mit den AchsenSphere radiusSpeed of the moving systemSpeed of lightExplain this equation
English
We consider a rigid sphere[1)] of radius , which is at rest relative to the moving system and whose centre lies at the origin of coordinates of . The equation of the surface of this sphere, which moves relative to the system with the velocity , is: Position in the moving systemPosition in the moving systemPosition in the moving systemSphere radiusExplain this equation The equation of this surface, expressed in , , at the time , is: Position in the stationary systemSpeed of the moving systemSpeed of lightPosition in the stationary systemPosition in the stationary systemSphere radiusExplain this equation A rigid body which, measured in a state of rest, has the shape of a sphere therefore has in a state of motion — viewed from the stationary system — the shape of an ellipsoid of revolution with the axes Sphere radiusSpeed of the moving systemSpeed of lightExplain this equation
Deutsch
[p. 903]Während also die - und -Dimension der Kugel (also auch jedes starren Körpers von beliebiger Gestalt) durch die Bewegung nicht modifiziert erscheinen, erscheint die -Dimension im Verhältnis verkürzt, also um so stärker, je größer ist. Für schrumpfen alle bewegten Objekte — vom „ruhenden“ System aus betrachtet — in flächenhafte Gebilde zusammen. Für Überlichtgeschwindigkeiten werden unsere Überlegungen sinnlos; wir werden übrigens in den folgenden Betrachtungen finden, daß die Lichtgeschwindigkeit in unserer Theorie physikalisch die Rolle der unendlich großen Geschwindigkeiten spielt.
English
Thus, whereas the - and -dimensions of the sphere (and hence also of every rigid body of whatever shape) do not appear modified by the motion, the -dimension appears shortened in the ratio , that is, the more strongly the greater is. For all moving objects — viewed from the “stationary” system — shrink into plane figures. For velocities greater than that of light our considerations become meaningless; we shall find, moreover, in the considerations that follow, that in our theory the velocity of light plays physically the part of infinitely great velocities.
Deutsch
[p. 903]Es ist klar, daß die gleichen Resultate von im „ruhenden“ System ruhenden Körpern gelten, welche von einem gleichförmig bewegten System aus betrachtet werden. —
English
It is clear that the same results hold for bodies at rest in the “stationary” system, viewed from a uniformly moving system. —
Deutsch
[pp. 903–904]Wir denken uns ferner eine der Uhren, welche relativ zum ruhenden System ruhend die Zeit , relativ zum bewegten System ruhend die Zeit anzugeben befähigt sind, im Koordinatenursprung von gelegen und so gerichtet, daß sie die Zeit angibt. Wie schnell geht diese Uhr, vom ruhenden System aus betrachtet?
English
We imagine further one of the clocks which are fitted to indicate the time when at rest relative to the stationary system and the time when at rest relative to the moving system, placed at the origin of coordinates of and so set that it indicates the time . How fast does this clock go, viewed from the stationary system?
Deutsch
[p. 904]Zwischen die Größen , und , welche sich auf den Ort dieser Uhr beziehen, gelten offenbar die Gleichungen:Time in the moving systemSpeed of the moving systemSpeed of lightTime in the stationary systemPosition in the stationary systemExplain this equation undPosition in the stationary systemSpeed of the moving systemTime in the stationary systemExplain this equation Es ist alsoTime in the moving systemTime in the stationary systemSpeed of the moving systemSpeed of lightExplain this equation woraus folgt, daß die Angabe der Uhr (im ruhenden System betrachtet) pro Sekunde um Sek. oder — bis auf Größen vierter und höherer Ordnung um Sek. zurückbleibt.
English
Between the quantities , and , which refer to the position of this clock, the following equations evidently hold: Time in the moving systemSpeed of the moving systemSpeed of lightTime in the stationary systemPosition in the stationary systemExplain this equation and Position in the stationary systemSpeed of the moving systemTime in the stationary systemExplain this equation We therefore have Time in the moving systemTime in the stationary systemSpeed of the moving systemSpeed of lightExplain this equation from which it follows that the reading of the clock (viewed in the stationary system) lags behind by sec. per second or — to within quantities of the fourth and higher order, by sec.
Deutsch
[p. 904]Hieraus ergibt sich folgende eigentümliche Konsequenz. Sind in den Punkten und von ruhende, im ruhenden System betrachtet, synchron gehende Uhren vorhanden, und bewegt man die Uhr in mit der Geschwindigkeit auf der Verbindungslinie nach , so gehen nach Ankunft dieser Uhr in die beiden Uhren nicht mehr synchron, sondern die von nach bewegte Uhr geht gegenüber der von Anfang an in befindlichen um Sek. (bis auf Größen vierter und höherer Ordnung) nach, wenn die Zeit ist, welche die Uhr von nach braucht.
English
From this the following peculiar consequence results. If at the points and of there are clocks at rest which, viewed in the stationary system, run synchronously, and if the clock at is moved with the velocity along the line joining it to , then on the arrival of this clock at the two clocks no longer run synchronously, but the clock moved from to lags behind the clock that has been at from the beginning by sec. (to within quantities of the fourth and higher order), if is the time the clock needs to go from to .
Deutsch
[p. 904]Man sieht sofort, daß dies Resultat auch dann noch gilt, wenn die Uhr in einer beliebigen polygonalen Linie sich von nach bewegt, und zwar auch dann, wenn die Punkte und zusammenfallen.
English
One sees at once that this result still holds if the clock moves from to along any polygonal line, and that it holds even if the points and coincide.
Deutsch
[pp. 904–905]Nimmt man an, daß das für eine polygonale Linie bewiesene Resultat auch für eine stetig gekrümmte Kurve gelte, so erhält man den Satz: Befinden sich in zwei synchron gehende Uhren und bewegt man die eine derselben auf einer geschlossenen Kurve mit konstanter Geschwindigkeit, bis sie wieder nach zurückkommt, was Sek. dauern möge, so geht die letztere Uhr bei ihrer Ankunft in gegenüber der unbewegt gebliebenen um Sek. nach. Man schließt daraus, daß eine am Erdäquator befindliche Unruhuhr um einen sehr kleinen Betrag langsamer laufen muß als eine genau gleich beschaffene, sonst gleichen Bedingungen unterworfene, an einem Erdpole befindliche Uhr.
English
If one assumes that the result proved for a polygonal line also holds for a continuously curved curve, one obtains the theorem: If there are two synchronously running clocks at , and one of them is moved along a closed curve with constant velocity until it returns to , which may take sec., then on its arrival at the latter clock lags behind the one that has remained unmoved by sec. From this one concludes that a balance-wheel clock located at the earth’s equator must go more slowly, by a very small amount, than a precisely similar clock, subject to otherwise identical conditions, located at one of the earth’s poles.
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[p. 907]II. Eektrodynamischer Teil.
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II. Electrodynamical Part.
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In conclusion I remark that in working on the problem treated here my friend and colleague M. Besso stood loyally by my side, and that I owe him several valuable suggestions.
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Bern, June 1905.
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(Received 30 June 1905.)
Fußnoten
Deutsch
- 1) Das heißt einen Körper, welcher ruhend untersucht Kugelgestalt besitzt. ↩
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