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Allgemeine Relativität, Schwarze Löcher und Gravitationswellen verstehen

Die allgemeine Relativität beschreibt Gravitation als Raumzeitkrümmung. Schwarze Löcher, Gravitationslinsen und Gravitationswellen zeigen diese Theorie in extremen Situationen.

Auf dieser Seite übst du Äquivalenzprinzip, Raumzeitkrümmung, Zeitdilatation, Rotverschiebung, Schwarze Löcher, Gravitationslinsen und Gravitationswellen.

So löst du Aufgaben zur allgemeinen Relativität

  1. Bestimme Masse, Abstand, Bezugssystem, Ereignishorizont und Signalart.
  2. Wähle Schwarzschild-Radius, Zeitdilatation, Linsenwirkung oder Interferometerformel passend aus.
  3. Prüfe Einheit, Lichtgeschwindigkeit, Bezugssystem und Größenordnung.
  4. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem und Größenordnung.

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Allgemeine Relativität, Schwarze Löcher und Gravitationswellen online üben

Test 6 zu allgemeiner Relativität, Schwarzen Löchern und Gravitationswellen mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Masse, Abstand, Bezugssystem, Ereignishorizont, Signal und Einheiten.

5 Fragen
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie lautet der Schwarzschild-Radius?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: r_s = 2GM/c²..

  1. Relativistische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Raumzeit, Gravitation, Zeitdilatation, Ereignishorizont oder Gravitationswelle geht.
  2. Relativistischen Zusammenhang anwenden: G ist die Gravitationskonstante, M die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet r_s = 2GM/c².. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem, Formel und Größenordnung.

G ist die Gravitationskonstante, M die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit.

2. FrageMultiple Choice

Wie groß ist der Schwarzschild-Radius der Sonne ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Etwa 3 km..

  1. Relativistische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Raumzeit, Gravitation, Zeitdilatation, Ereignishorizont oder Gravitationswelle geht.
  2. Relativistischen Zusammenhang anwenden: Für die Sonnenmasse ergibt r_s = 2GM/c² ungefähr 3 km.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 3 km.. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem, Formel und Größenordnung.

Für die Sonnenmasse ergibt r_s = 2GM/c² ungefähr 3 km.

3. FrageMultiple Choice

Wie groß wäre der Schwarzschild-Radius der Erde ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Etwa 9 mm..

  1. Relativistische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Raumzeit, Gravitation, Zeitdilatation, Ereignishorizont oder Gravitationswelle geht.
  2. Relativistischen Zusammenhang anwenden: Würde die Erdmasse in eine Kugel mit ungefähr 9 mm Radius komprimiert, entstünde idealisiert ein Schwarzes Loch.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 9 mm.. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem, Formel und Größenordnung.

Würde die Erdmasse in eine Kugel mit ungefähr 9 mm Radius komprimiert, entstünde idealisiert ein Schwarzes Loch.

4. FrageMultiple Choice

Ein Interferometerarm ist 4 km lang und die relative Längenänderung beträgt h = 10^-21. Wie groß ist ΔL?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Etwa 4·10^-18 m..

  1. Relativistische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Raumzeit, Gravitation, Zeitdilatation, Ereignishorizont oder Gravitationswelle geht.
  2. Relativistischen Zusammenhang anwenden: ΔL = h·L = 10^-21 · 4000 m = 4·10^-18 m.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 4·10^-18 m.. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem, Formel und Größenordnung.

ΔL = h·L = 10^-21 · 4000 m = 4·10^-18 m.

5. FrageMultiple Choice

Warum ist die Energie einer Gravitationswelle nicht einfach eine Masse in Kilogramm?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Energie und Masse sind verschiedene physikalische Größen mit unterschiedlichen Einheiten..

  1. Relativistische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Raumzeit, Gravitation, Zeitdilatation, Ereignishorizont oder Gravitationswelle geht.
  2. Relativistischen Zusammenhang anwenden: Gravitationswellen transportieren Energie; Masse kann über E = mc² in eine äquivalente Energie umgerechnet werden, ist aber nicht dasselbe.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Energie und Masse sind verschiedene physikalische Größen mit unterschiedlichen Einheiten.. Kontrolliere Einheit, Bezugssystem, Formel und Größenordnung.

Gravitationswellen transportieren Energie; Masse kann über E = mc² in eine äquivalente Energie umgerechnet werden, ist aber nicht dasselbe.

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Allgemeine Relativität und Schwarze Löcher FAQ

Was beschreibt die allgemeine Relativitätstheorie?

Die allgemeine Relativitätstheorie beschreibt Gravitation als Krümmung der Raumzeit durch Masse und Energie.

Was ist ein Ereignishorizont?

Der Ereignishorizont ist die Grenze eines Schwarzen Lochs, jenseits derer kein Signal zu einem entfernten Beobachter gelangen kann.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine verständliche Erklärung und drei Lösungsschritte.