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Einführung in die Relativitätstheorie im Leistungskurs Physik

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Emely

7.12.2025

Physik

Relativitätstheorie

2.335

7. Dez. 2025

21 Seiten

Einführung in die Relativitätstheorie im Leistungskurs Physik

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Emely

@nemexx

Einsteins Relativitätstheorie verändert unser Verständnis von Zeit, Raum und Bewegung... Mehr anzeigen

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# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen

Grundlagen der Relativitätstheorie

Alles begann 1905 mit Albert Einstein und seiner revolutionären Idee: Alles ist relativ und hängt vom Betrachter ab. Stell dir vor, du sitzt im Zug - für dich ruhst du, aber für jemanden am Bahnsteig bewegst du dich.

Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem sich alle Objekte entweder in Ruhe befinden oder mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Sobald eine Kraft wirkt, ist es kein Inertialsystem mehr. Das Geniale: In jedem System gelten die gleichen Gesetze der Physik.

Die Raumzeitkrümmung durch Masse ist wie ein Trampolin mit einer schweren Kugel - dort wo es gekrümmt ist, vergeht die Zeit langsamer. Bei einem schwarzen Loch steht die Zeit sogar still. Nichts ist schneller als Licht mit c = 3·10⁸ m/s.

Merke dir: Die Lichtgeschwindigkeit ist das absolute Tempolimit im Universum!

# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen

Zeitdilatation - Bewegte Uhren gehen langsamer

Hier wird's richtig krass: Bewegte Uhren gehen langsamer als ruhende. Das ist keine Science-Fiction, sondern physikalische Realität! Je schneller du dich bewegst, desto langsamer vergeht für dich die Zeit.

Die Formel dafür ist: t' = t · √1v2/c21 - v²/c². Dabei ist t' die Zeit im bewegten System und t die Zeit im ruhenden System. Der Faktor √1v2/c21 - v²/c² wird immer kleiner, je näher v der Lichtgeschwindigkeit c kommt.

Bei normalen Geschwindigkeiten merkst du nichts davon. Erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten (nahe der Lichtgeschwindigkeit) wird der Effekt deutlich spürbar.

Praxistipp: Für Aufgaben einfach die Werte in die Formel einsetzen - der Taschenrechner macht den Rest!

# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen

Längenkontraktion - Alles wird kürzer

Nicht nur die Zeit spielt verrückt - auch bewegte Objekte scheinen kürzer zu werden! Diese Längenkontraktion entsteht durch die Zeitdilatation und folgt der gleichen Logik.

Die Formel ist praktisch identisch: s' = s · √1v2/c21 - v²/c². Ein Objekt der Länge s erscheint für einen ruhenden Beobachter nur noch s' lang, wenn es sich mit Geschwindigkeit v bewegt.

Die Herleitung erfolgt über die Zeitdilatation: Da sich die wahrgenommene Zeit ändert, ändert sich auch die gemessene Strecke s' = v · Δt'. Das Ergebnis ist dieselbe charakteristische Formel mit dem √1v2/c21 - v²/c²-Faktor.

Wichtig: Bei Alltagsgeschwindigkeiten ist der Effekt praktisch null - erst bei relativistischen Geschwindigkeiten wird er relevant!

# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen

Relativistische Masse und Impuls

Bei hohen Geschwindigkeiten wird sogar die Masse größer! Das erklärt, warum nichts schneller als Licht werden kann - die Masse würde unendlich groß werden und bräuchte unendlich viel Energie.

Die relativistische Masse folgt der Formel: m(v) = m₀/√1v2/c21 - v²/c². Dabei ist m₀ die Ruhemasse und m(v) die dynamische Masse bei Geschwindigkeit v. Je schneller, desto schwerer!

Der relativistische Impuls wird zu: p(v) = m(v) · v = (m₀ · v)/√1v2/c21 - v²/c². In Teilchenbeschleunigern ist das essentiell - Protonen mit 400 GeV erreichen über 99,9% der Lichtgeschwindigkeit, aber nie 100%.

Faszinierend: Um Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, bräuchte man unendlich viel Energie - deshalb ist es unmöglich!

# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen
# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen
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*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen
# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
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# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
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*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
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Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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Physik

2.335

7. Dez. 2025

21 Seiten

Einführung in die Relativitätstheorie im Leistungskurs Physik

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Einsteins Relativitätstheorie verändert unser Verständnis von Zeit, Raum und Bewegung komplett. Was bei niedrigen Geschwindigkeiten normal erscheint, wird bei annähernder Lichtgeschwindigkeit richtig verrückt - Zeit vergeht langsamer, Objekte werden kürzer und die Masse nimmt zu.

# RELATIVITÄTSTHEORIE # ALLGEMEIN

*   Albert Einstein 1905
*   relativ: abhängig vom Betrachter
*   Inertialsystem: alle objekte a) ruhen

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Grundlagen der Relativitätstheorie

Alles begann 1905 mit Albert Einstein und seiner revolutionären Idee: Alles ist relativ und hängt vom Betrachter ab. Stell dir vor, du sitzt im Zug - für dich ruhst du, aber für jemanden am Bahnsteig bewegst du dich.

Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem sich alle Objekte entweder in Ruhe befinden oder mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Sobald eine Kraft wirkt, ist es kein Inertialsystem mehr. Das Geniale: In jedem System gelten die gleichen Gesetze der Physik.

Die Raumzeitkrümmung durch Masse ist wie ein Trampolin mit einer schweren Kugel - dort wo es gekrümmt ist, vergeht die Zeit langsamer. Bei einem schwarzen Loch steht die Zeit sogar still. Nichts ist schneller als Licht mit c = 3·10⁸ m/s.

Merke dir: Die Lichtgeschwindigkeit ist das absolute Tempolimit im Universum!

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Zeitdilatation - Bewegte Uhren gehen langsamer

Hier wird's richtig krass: Bewegte Uhren gehen langsamer als ruhende. Das ist keine Science-Fiction, sondern physikalische Realität! Je schneller du dich bewegst, desto langsamer vergeht für dich die Zeit.

Die Formel dafür ist: t' = t · √1v2/c21 - v²/c². Dabei ist t' die Zeit im bewegten System und t die Zeit im ruhenden System. Der Faktor √1v2/c21 - v²/c² wird immer kleiner, je näher v der Lichtgeschwindigkeit c kommt.

Bei normalen Geschwindigkeiten merkst du nichts davon. Erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten (nahe der Lichtgeschwindigkeit) wird der Effekt deutlich spürbar.

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Nicht nur die Zeit spielt verrückt - auch bewegte Objekte scheinen kürzer zu werden! Diese Längenkontraktion entsteht durch die Zeitdilatation und folgt der gleichen Logik.

Die Formel ist praktisch identisch: s' = s · √1v2/c21 - v²/c². Ein Objekt der Länge s erscheint für einen ruhenden Beobachter nur noch s' lang, wenn es sich mit Geschwindigkeit v bewegt.

Die Herleitung erfolgt über die Zeitdilatation: Da sich die wahrgenommene Zeit ändert, ändert sich auch die gemessene Strecke s' = v · Δt'. Das Ergebnis ist dieselbe charakteristische Formel mit dem √1v2/c21 - v²/c²-Faktor.

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Bei hohen Geschwindigkeiten wird sogar die Masse größer! Das erklärt, warum nichts schneller als Licht werden kann - die Masse würde unendlich groß werden und bräuchte unendlich viel Energie.

Die relativistische Masse folgt der Formel: m(v) = m₀/√1v2/c21 - v²/c². Dabei ist m₀ die Ruhemasse und m(v) die dynamische Masse bei Geschwindigkeit v. Je schneller, desto schwerer!

Der relativistische Impuls wird zu: p(v) = m(v) · v = (m₀ · v)/√1v2/c21 - v²/c². In Teilchenbeschleunigern ist das essentiell - Protonen mit 400 GeV erreichen über 99,9% der Lichtgeschwindigkeit, aber nie 100%.

Faszinierend: Um Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, bräuchte man unendlich viel Energie - deshalb ist es unmöglich!

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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