Quelle

Zur Elektrodynamik bewegter Körper

von A. Einstein

Annalen der Physik (4) 17, 891–921 (1905).

[p. 891]
Zur Elektrodynamik bewegter Körper;
[p. 891]
von A. Einstein.

[p. 892]I. Kinematischer Teil.

[p. 905]§ 5. Additionstheorem der Geschwindigkeiten.

[p. 905]In dem längs der XX-Achse des Systems KK mit der Geschwindigkeit vv bewegten System kk bewege sich ein Punkt gemäß den Gleichungen:ξ=wξτ,η=wητ,ζ=0,\begin{aligned} \xi &= w_\xi \tau , \\ \eta &= w_\eta \tau , \\ \zeta &= 0 , \end{aligned}Position in the moving systemVelocity along x, moving systemTime in the moving systemPosition in the moving systemVelocity along y, moving systemPosition in the moving systemExplain this equation wobei wξw_\xi und wηw_\eta Konstanten bedeuten.

Explained in The denominator changes as well

[pp. 905–906]Gesucht ist die Bewegung des Punktes relativ zum System KK. Führt man in die Bewegungsgleichungen des Punktes mit Hilfe der in § 3 entwickelten Transformationsgleichungen die Größen xx, yy, zz, tt ein, so erhält man:x=wξ+v1+vwξV2t,y=1−(vV)21+vwξV2wηt,z=0.\begin{aligned} x &= \frac{w_\xi + v}{1 + \frac{v w_\xi}{V^2}} t , \\ y &= \frac{\sqrt{1 - \left( \frac{v}{V} \right)^2}}{1 + \frac{v w_\xi}{V^2}} w_\eta t , \\ z &= 0 . \end{aligned}Position in the stationary systemVelocity along x, moving systemSpeed of the moving systemSpeed of lightTime in the stationary systemPosition in the stationary systemVelocity along y, moving systemPosition in the stationary systemExplain this equation Das Gesetz vom Parallelogramm der Geschwindigkeiten gilt also nach unserer Theorie nur in erster Annäherung. Wir setzen:U2=(dxdt)2+(dydt)2,w2=wξ2+wη2\begin{aligned} U^2 &= \left( \frac{d x}{d t} \right)^2 + \left( \frac{d y}{d t} \right)^2 , \\ w^2 &= w_\xi^2 + w_\eta^2 \end{aligned}Composed velocity (stationary system)Position in the stationary systemTime in the stationary systemPosition in the stationary systemVelocity in the moving frameVelocity along x, moving systemVelocity along y, moving systemExplain this equation undα=arctg⁡wywx;\alpha = \operatorname{arctg} \frac{w_y}{w_x} ;Velocity direction angle: alphaVelocity along y, moving systemVelocity along x, moving systemExplain this equationSo printed. Read: α = arctg (w_η / w_ξ). The display just above defines the point's velocity components in the system k as w_ξ and w_η (ξ = w_ξ τ, η = w_η τ), and the next sentence names α the angle between the velocities v and w. The record in the correction log α\alpha ist dann als der Winkel zwischen den Geschwindigkeiten vv und ww anzusehen. Nach einfacher Rechnung ergibt sich:U=(v2+w2+2vwcos⁡α)−(vwsin⁡αV)21+vwcos⁡αV2.U = \frac{\sqrt{(v^2 + w^2 + 2 v w \cos \alpha) - \left( \frac{v w \sin \alpha}{V} \right)^2}}{1 + \frac{v w \cos \alpha}{V^2}} .Composed velocity (stationary system)Speed of the moving systemVelocity in the moving frameVelocity direction angle: alphaSpeed of lightExplain this equation Es ist bemerkenswert, daß vv und ww in symmetrischer Weise in den Ausdruck für die resultierende Geschwindigkeit eingehen. Hat auch ww die Richtung der XX-Achse (Ξ\Xi-Achse), so erhalten wir:U=v+w1+vwV2.U = \frac{v + w}{1 + \frac{v w}{V^2}} .Composed velocity (stationary system)Speed of the moving systemVelocity in the moving frameSpeed of lightExplain this equation Aus dieser Gleichung folgt, daß aus der Zusammensetzung zweier Geschwindigkeiten, welche kleiner sind als VV, stets eine Geschwindigkeit kleiner als VV resultiert. Setzt man nämlich v=V−ϰv = V - \varkappa, w=V−λw = V - \lambda, wobei ϰ\varkappa und λ\lambda positiv und kleiner als VV seien, so ist:U=V2V−ϰ−λ2V−ϰ−λ+ϰλV<V.U = V \frac{2 V - \varkappa - \lambda}{2 V - \varkappa - \lambda + \frac{\varkappa \lambda}{V}} < V .Composed velocity (stationary system)Speed of lightSpeed deficit from light speed: kappa, lambdaSpeed deficit from light speed: kappa, lambdaExplain this equation

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[pp. 906–907]Es folgt ferner, daß die Lichtgeschwindigkeit VV durch Zusammensetzung mit einer „Unterlichtgeschwindigkeit“ nicht geändert werden kann. Man erhält für diesen Fall:U=V+w1+wV=V.U = \frac{V + w}{1 + \frac{w}{V}} = V .Composed velocity (stationary system)Speed of lightVelocity in the moving frameExplain this equation Wir hätten die Formel für UU für den Fall, daß vv und ww gleiche Richtung besitzen, auch durch Zusammensetzen zweier Transformationen gemäß § 3 erhalten können. Führen wir neben den in § 3 figurierenden Systemen KK und kk noch ein drittes, zu kk in Parallelbewegung begriffenes Koordinatensystem k′k' ein, dessen Anfangspunkt sich auf der Ξ\Xi-Achse mit der Geschwindigkeit ww bewegt, so erhalten wir zwischen den Größen xx, yy, zz, tt und den entsprechenden Größen von k′k' Gleichungen, welche sich von den in § 3 gefundenen nur dadurch unterscheiden, daß an Stelle von „vv“ die Größev+w1+vwV2\frac{v + w}{1 + \frac{v w}{V^2}}Speed of the moving systemVelocity in the moving frameSpeed of lightExplain this equation tritt; man sieht daraus, daß solche Paralleltransformationen — wie dies sein muß — eine Gruppe bilden.

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[p. 907]Wir haben nun die für uns notwendigen Sätze der unseren zwei Prinzipien entsprechenden Kinematik hergeleitet und gehen dazu über, deren Anwendung in der Elektrodynamik zu zeigen.

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[p. 921]
Zum Schlusse bemerke ich, daß mir beim Arbeiten an dem hier behandelten Probleme mein Freund und Kollege M. Besso treu zur Seite stand und daß ich demselben manche wertvolle Anregung verdanke.
[p. 921]
Bern, Juni 1905.
[p. 921]
(Eingegangen 30. Juni 1905.)
Page 891 as printed in Annalen der Physik, volume 17.
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