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狭义相对论的一些介绍

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狭义相对论的一些介绍

狭义相对论从提出到现在已经一百多年了,人们对这个理论的认识自然也不能一直停在一百多年前。这篇帖子就是想要帮助大家重新整理一下狭义相对论的思路。

一、我们先来复习一下如何算一条线段的长度。

如果我们在平整的地面画一条短线,如何计算线的长度?这个谁都会算,那就是末端的坐标减去始端的坐标,比如用尺子量,

拿到始端和末端的读书,相减得到直线的长度。

这里量一条直线,一维坐标系就可以了。但是如果我们偏偏要找麻烦呢?非要把这条直线斜着量?那也简单的很:

要测量线段长度也不过是测量出「甲」和「乙」的长度,然后勾股定理算出来。也就是(末端横坐标 - 起始端横座标)^2 + (末端纵坐标 - 起始端纵座标)^2

明显是把这条线拆解成横着的和纵的的嘛~

如果我们再找麻烦,非要在一个三维的坐标系中来计算呢?那也不难,依葫芦画瓢,把线端拆成三部分:横、纵、竖,这样一来,计算方法就是:

(末端横坐标 - 起始端横座标)^2 + (末端纵坐标 - 起始端纵座标)^2 + (末端竖坐标 - 起始端竖座标)^2

依次类推,可以放到任意正整数维的坐标系里面来算。

可是,实际上有个问题,我们这样算长度,是有条件的。那,当然这些方法来自于我们的生活经验,我们的生活经验是,时间是用来给不同的事件加标签用的,加了时间标签就可

以知道事情发生的先后顺序了。

二、闵可夫斯基空间

但是 Einstein 的狭义相对论提出了一种很棒的思路,就是为什么我们非要把自己的眼界放在三维空间中呢?我们可以把时间也放进来作为一个坐标分量,而我们不再去算两个地点的空间距离,而是去算发生的两个事件的间隔(既包含了时间部分,又包含了空间部分)。

我们继续前面的思考。

计算两个点的空间距离的方法我们已经掌握了,那么我们如何通过一种方法来把时间因素也加进来呢?

我们的方法是通过定义一种新的两点距离的计算方法来实现的。我们上面的那种计算两点距离的方法,是在欧几里得空间的距离的计算方法,我们在狭义相对论中定义的新的方法是闵科夫斯基空间的距离计算方法。

比如我们要计算「事件甲」和「事件乙」之间的时空间隔,事件甲发生在「地点甲」,事件乙发生在「地点乙」,那么时空间隔的计算方法是:

(地点乙横坐标 - 地点甲横座标)^2 + (地点甲纵坐标 - 地点乙纵座标)^2 + (地点甲竖坐标 - 地点乙竖座标)^2 - (时间乙发生的时间 - 时间甲发生的时间)^2 看啦,只不过是把时间差减掉而已。细心的读者立刻就会提到一个问题:

「咦?你这个计算方法有毛病嘛!!量纲不统一的啊!!!」

没错,你掌握了物理的一大精髓啊,量纲分析是推导完成后首要任务的。不过这里的要改进也忒简单了点,改成这样:

(地点乙横坐标 - 地点甲横座标)^2 + (地点甲纵坐标 - 地点乙纵座标)^2 + (地点甲竖坐标 - 地点乙竖座标)^2 - (时间乙发生的时间 - 时间甲发生的时间)^2 * 某个速度^2 好了嘛。其实这就是 1907 年 Minkowski 对 Einstein 的狭义相对论的解释,而这种解释,就是那个年代最杰出的解释。

如果能明白这个距离的定义,狭义相对论最重要的一点您就掌握了。

三、「某个速度」

可是可是,这个「某个速度」是嘛意思啊?这是个什么速度啊???

什么速度捏?我们只好去搜肠刮肚,找遍我们已知的整个物理规律,发现这样一件很奇妙的事情。那就是 Maxwell 方程组,把四个方程化简下,得到电磁波的波动方程。波动方程告诉我们这样一件事情,那就是这个波速跟时间和空间坐标都没关系。什么意思啊?那就是说这个电磁波的波速不管我们是站在路上看,还是骑车看,还是坐火车看,这个波速都是

一样的测量值!

好吧,这说明电磁波的波速是我们所生活的世界的属性,是时空本身的一种性质。那么我们可以用这个波速代替上面那个计算间隔的方法中,试试吧。

然后我们经过很多的测试,发现这样做没啥问题。

这样狭义相对论完成了。

四、物理解释

当初 Einstein 嘲笑说,Minkowski 用那么数学的那么复杂的语言来描述狭义相对论,物理学家可就不会弄清楚了。

确实,这是很数学的描述。我们需要把数学跟物理联系起来。

物理中有一个非常重要的任务是寻找不变量。为什么呢?因为不变量是我们进行计算的基础。

在狭义相对论中,我们有一个不变量,那就是上面提到的 Minkowski 空间中的四维距离。也就是说,我们在两个惯性系中对同一个事件间隔的描述是一样的,或者说,我们从一个惯性系变换到另一个惯性系的时候,两个事件之间的四维距离是不变的。

这就是狭义相对论中的间隔不变性,这就从数学扯到物理上了。

在计算的时候,利用不变量把两个表示联系起来,然后解方程,就可以得出我们想要的结论了。

五、关于时空图

狭义相对论中有很多悖论。解决很多悖论问题有一个很有效的手段就是绘制时空图。

狭义相对论的基本原理

基础知识 1.下列说法中正确的是( ) A电和磁在以太这种介质中传播 B相对不同的参考系,光的传播速度不同 C.牛顿定律仅在惯性系中才能成立 D.时间会因相对速度的不同而改变 2.爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的一场重大革命,他( ) A.否定了xx的力学原理 B.提示了时间、空间并非绝对不变的属性 C.认为时间和空间是绝对不变的 D.承认了“以太”是参与电磁波传播的重要介质 3.爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设: (1)爱因斯坦的相对性原理: _______________. (2)光速不变原理: ___________________. 4.下列哪些说法符合狭义相对论的假设( ) A在不同的惯性系中,一切力学规律都是相同的 B.在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的 C.在不同的惯性系中,真空中的光速都是相同的

D.在不同的惯性系中,真空中的光速都是不同的 5.在一惯性系中观测,两个事件同时不同地,则在其他惯性系中观测,它们( ) A.一定同时 B.可能同时 C.不可能同时,但可能同地 D.不可能同时,也不可能同地 6.假设有一列很长的火车沿平直轨道飞快匀速前进,车厢中央有一个光源发出了一个闪光,闪光照到了车厢的前后壁,根据狭义相对论原理,下列说法中正确的是( ) A地面上的人认为闪光是同时到达两壁的 B车厢里的人认为闪光是同时到达两壁的 C.地面上的人认为闪光先到达前壁 D.车厢里的人认为闪光先到达前壁 能力测试 7.关于牛顿力学的适用范围,下列说法正确的是( )

A.适用于宏观物体 B.适用于微观物体 C.适用于高速运动的物体 D.适用于低速运动的物体 8.下列说法中正确的是( ) A.相对性原理能简单而自然的解释电磁学的问题 B.在真空中,若物体以速度v背离光源运动,则光相对物体的速度为c-v C在真空中,若光源向着观察者以速度v运动,则光相对于观察者的速度为c+v D.迈xx一xx实验得出的结果是: 不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 9.地面上的 A、B两个事件同时发生,对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线,从A 到B方向飞行的人来说哪个事件先发生( ) A.两个事件同时发生 B.A事件先发生 C.B事件先发生 D.无法判断 10.关于电磁波,下列说法正确的是( )

大学物理练习题 狭义相对论的基本原理及其时空观

练习十九狭义相对论的基本原理及其时空观 一、选择题 1. 静止参照系S中有一尺子沿x方向放置不动,运动参照系S′沿x轴运动,S、S′的坐标轴平行。在不同参照系测量尺子的长度时必须注意 (A) S′与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标。 (B)S′中的观察者可以不同时,但S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标。 (C)S′中的观察者必须同时,但S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标。 (D) S′与S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标。 2. 下列几种说法: (1)所有惯性系对一切物理规律都是等价的。 (2)真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。 (3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。 其中哪些正确的? (A)只有(1)、(2)是正确的。 (B)只有(1)、(3)是正确的。 (B)只有(2)、(3)是正确的。 (D)三种说法都是正确的。 3. 边长为a的正方形薄板静止于惯性系S的xOy平面内,且两边分别与x轴、y轴平行,今有惯性系S′以0.8c(c为真空中光速)的速度相对于K系沿x轴作匀速直线运动,则从S′系测得薄板的面积为 (A)a2。 (B) 0.6a2。 (C) 0.8 a2。 (D)a2/0.6。 4. 在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为6s,若相对甲以4c/5(c表示真空中光速)的速率作匀速直线运动的乙测得时间间隔为 (A) 10s。 (B) 8s。 (C) 6s。 (D) 3.6s。 (E) 4.8s。 5. (1)对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点,同一时刻的两个事件,对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系的观察者来说,它们是否同时发生? (2)在某惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发生? 关于上述两问题的正确答案是: (A)(1)一定同时,(2)一定不同时。 (B)(1)一定不同时,(2)一定同时。 (C)(1)一定同时,(2)一定同时。 (D)(1)一定不同时,(2)一定不同时。 6. 一尺子沿长度方向运动,S′系随尺子一起运动,S系静止,在不同参照系中测量尺子的长度时必须注意 (A) S′与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标。 (B)S′中的观察者可以不同时,但S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标。 (C)S′中的观察者必须同时,但S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标。 (D)S′与S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标。 7. 按照相对论的时空观,以下说法错误的是 (A)在一个惯性系中不同时也不同地发生的两件事,在另一个惯性系中一定不同时。 (B)在一个惯性系中不同时但同地发生的两件事,在另一个惯性系中一定不同时。 (C)在一个惯性系中同时不同地发生的两件事,在另一个惯性系中一定不同时。 (D)在一个惯性系中同时同地发生的两件事,在另一个惯性系中一定也同时同地。 8. 在高速运动的列车里(S′系)一物体从A运动到B,经历的时间为Δt′> 0;而在地上(S系)的观察者看列车上的A、B两点的坐标发生变化,物体运动的时间变为Δt,则在S中得到的结果是 (A)一定是物从A到B,Δt > 0。(B)可能是物从B到A,Δt > 0。

物理人教版高二选修互动课堂第十五章狭义相对论的其他结论含解析

互动课堂 疏导引导 1.相对质量 在一定惯性参考系中,质点的质量与质点速率有关.用m 0表示静止时的质量(即静止质量),m 表示以速率v 运动时的质量,则得 2 2 01c v m m -= 这叫做相对论的质量—速率公式.若质点速率远小于光速,则m→m 0质量保持为一常量,又回到经典力学的结论.由上可知,在相对论中不仅同时、时间间隔、空间间隔具有相对性,物体质量也有相对性.当前,由于高能加速器的发展,可以把电子加速至其质量为静止质量的几万倍,更加证实了相对论理论的正确性. 2.质能方程 爱因斯坦质能方程E=mc 2另一种表述形式为ΔE=Δmc 2 它表明物体吸收或放出能量时,必伴随以质量的增加或减少.这里,ΔE 不仅可以表示机械能的改变,也可以代表因物体吸热或放热、吸收或辐射光子等等所引起的能量的变化. 相对论指出,当物体静止时,它本身已蕴藏着一份很大的能量,例如取m 0=1 kg ,其静止能量E 0=9×1016 J ,而我们通常所利用的物体的能量仅仅是mc 2和 m 0c 2之差. 但同学们也不能把质量和能量混为一谈,不能认为质量消灭了,只剩下能量在转化,更不能认为质量和能量可以相互转变.在一切过程中,质量和能量是分别守恒的,只有在微观粒子的裂变和聚变过程中有质量亏损的情况下才会有质能方程的应用. 3.相对论速度变换公式的由来 狭义相对论的两条基本假设光速不变原理和狭义相对性原理使我们看到一幅与传统观念截然不同的物理图景.设想从一点光源发出一光脉冲,如从光源在其中保持静止的参考系中观察,波前为以光源为中心的球面;如从相对于光源做匀速直线运动的另一参考系观察,波前将同样是以光源为中心的球面.从日常经验出发,这种现象似乎难于想象,但它确与迈克尔逊—莫雷的实验结果相符合. 在历史上人们提到的以太,是作为绝对静止的参考系而存在的.既然相对性原理认为一切惯性参考系都是等效的,不存在某一个具有特殊地位的绝对参考系,这等于否定了以太假说,换句话说,企图在某一参考系中进行实验以便求出该参考系相对于以太或绝对参考系的速度,这是不可能的,也是没有意义的. 基于以上论述,我们现需要寻找一组新的时间空间坐标变换关系,该变换关系应当满足两个条件:①满足光速不变原理和狭义相对性原理这两条基本假设;②当质点速率远小于真空中光速时,新的变换关系应能使伽利略变换重新成立.设车对地面的速度为v ,车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动,那么他相对地面的速度u 为2 1c v u v u u '-+'= ,当v <<c,u′<<c 时,u=u′+v′与牛顿力学规律对应. 活学巧用 1.一观察者测出电子质量为2m 0,其中m 0为电子的静止质量,求电子速度为多少? 思路解析:将m=2m 0代入质量公式2 0)(1c v m m -= 得,2 00)(12c v m m -= c v 2 3 = =0.866c 答案:0.866c 2.已知电子的静能为0.511 MeV ,若电子的动能为0.25 MeV ,则它所增加的质量Δm 与静止质量m e 的比值近似为( ) A.0.1 B.0.2 C.0.5 D.0.9 思路解析:由题意知E 0=0.511 MeV ,E k =0.25 MeV ,由E 0=m 0c 2,E=mc 2,E k =Δmc 2可得出0 0m m E E k ??= ,代入数据得 .5.00 =E E k 答案:C

20章狭义相对论基础习题解答分析

狭义相对论基础习题解答 一 选择题 1. 判断下面几种说法是否正确 ( ) (1) 所有惯性系对物理定律都是等价的。 (2) 在真空中,光速与光的频率和光源的运动无关。 (3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向传播的速度都相同。 A. 只有 (1) (2) 正确 B. 只有 (1) (3) 正确 C. 只有 (2) (3) 正确 D. 三种说法都正确 解:答案选D 。 2. (1)对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件,对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说,它们是否同时发生? (2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发生? 关于上述两个问题的正确答案是:( ) A. (1) 同时, (2) 不同时 B. (1) 不同时, (2) 同时 C. (1) 同时, (2) 同时 D. (1) 不同时, (2) 不同时 解:答案选A 。 3.在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的?( ) (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速. (2) 质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变 (3) 在一惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的. (4) 惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时,会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。 A. (1),(3),(4) B. (1),(2),(4) C. (1),(2),(3) D. (2),(3),(4) 解:同时是相对的。 答案选B 。 4. 一宇宙飞船相对地球以0.8c 的速度飞行,一光脉冲从船尾传到船头。飞船上的观察者测得飞船长为90m ,地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为 ( ) A. 90m B. 54m C. 270m D. 150m 解: ?x ′=90m, u =0.8 c , 87 90/(310)310s t -'?=?=?

解释相对论

数学仅仅涉及概念间的相互关系,而不考虑它们与经验之间的关系。物理学也涉及到数学概念,但是,只有当清楚地确定了它们与经验对象的关系之后,这些概念才获得物理内涵。这一点在运动、空间、时间概念上表现得尤为明显。 相对论正是建立在对以上这三个概念前后一贯的解释基础之上。“相对论”这个名称是与如下事实相关的,即:从可能的经验观点来看,运动总是表现为一个物体对于另一个物体的相对运动(比如汽车相对于地面的运动,地球相对于太阳和恒星的运动)。运动绝不会作为“相对于空间的运动”——或者,像有人所表述的——“绝对运动”而被加以观察。“相对性原理”在其最广泛的意义上为如下一句论断所蕴含:所有的物理现象都有这样一个特点,它们未给“绝对运动”概念的引进提供任何依据;或较为简洁却不怎么精确的表述:不存在绝对运动。 从这样一个否定的论断中,我们似乎看不到什么洞见。但事实上,它却是对(可以想象的)自然规律的一个严格限制。在这种意义上,相对论与热力学有着某种类似之处。后者也是基于“不存在永动机”这一否定性论断之上。 相对论的发展历经了“狭义相对论”和“广义相对论”两个阶段。后者假定了前者作为一种极限情形的有效性,它是前者的连贯一致的延续。 A.狭义相对论 经典力学中对空间和时间的物理解释 从物理的观点来看,几何学是一些定律的总和,由这些定律能把相互静止的刚体置于彼此相对的位置上(比如,一个三角形由三条端点永远连接的杆组成)。人们设定用这种解释,欧几里得定律是有效的。在这种解释中,“空间”原则上是一个无限的刚体(或框架),其他的物体是与之相关联的(参照系)。解析几何(笛卡尔)用三个相互正交的刚性杆作为参照体表现空间,在这些刚性杆上通过垂直投影这一熟悉的办法(利用刚体的单位尺度),便测得空间点的“坐标”(x,y,z)。 物理学研究空间和时间中的“事件”。每一个事件不仅有自己的空间坐标x,y,z,还有一个时间值t。后者被认为可利用一个其空间大小可以忽略(作理想周期循环)的钟来测得,这个钟C被看作在坐标系中一点,例如在坐标原点(x=y=z=0)处是静止的,在空间点P(x,y,z)上发生的事件的时刻便被规定为与事件同时的钟C所显示的时刻。在这里,假定“同时”的概念无需专门的定义就有物理上的意义。这种精确性的缺乏似乎是无害的,只因光(其速度在我们日常经验看来几乎是无限的)使得空间上分开的事件的同时性看起来能被立即加以确定。 通过利用光信号来从物理上定义同时性,狭义相对论消除了这个精确性的缺乏。在P点发生事件的时间t就是从该事件发出的光信号到达时钟C时从C上读的时间。考虑到光信号通过这一距离所需事件,对这一时刻进行了修正。在做这种修正时,(假定)光速为常数。 这个定义把空间上分开的两个事件的同时性概念归化为在同一地点发生的两个事件(即光信

狭义相对论的基本原理

第五章相对论 第一节狭义相对论的基本原理 基础知识 1.下列说法中正确的是( ) A电和磁在以太这种介质中传播 B相对不同的参考系,光的传播速度不同 C.牛顿定律仅在惯性系中才能成立 D.时间会因相对速度的不同而改变 2.爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的一场重大革命,他( ) A.否定了牛顿的力学原理 B.提示了时间、空间并非绝对不变的属性 C.认为时间和空间是绝对不变的 D.承认了“以太”是参与电磁波传播的重要介质 3.爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设: (1)爱因斯坦的相对性原理:_____________________________. (2)光速不变原理:_____________________________________. 4.下列哪些说法符合狭义相对论的假设( ) A在不同的惯性系中,一切力学规律都是相同的 B.在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的 C.在不同的惯性系中,真空中的光速都是相同的 D.在不同的惯性系中,真空中的光速都是不同的 5.在一惯性系中观测,两个事件同时不同地,则在其他惯性系中观测,它们( ) A.一定同时 B.可能同时 C.不可能同时,但可能同地 D.不可能同时,也不可能同地 6.假设有一列很长的火车沿平直轨道飞快匀速前进,车厢中央有一个光源发出了一个闪光,闪光照到了车厢的前后壁,根据狭义相对论原理,下列说法中正确的是( ) A地面上的人认为闪光是同时到达两壁的 B车厢里的人认为闪光是同时到达两壁的 C.地面上的人认为闪光先到达前壁 D.车厢里的人认为闪光先到达前壁 能力测试 7.关于牛顿力学的适用范围,下列说法正确的是( ) A.适用于宏观物体 B.适用于微观物体 C.适用于高速运动的物体 D.适用于低速运动的物体 8.下列说法中正确的是( ) A.相对性原理能简单而自然的解释电磁学的问题 B.在真空中,若物体以速度v背离光源运动,则光相对物体的速度为c-v C在真空中,若光源向着观察者以速度v运动,则光相对于观察者的速度为c+v D.迈克耳逊一莫雷实验得出的结果是:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 9.地面上的A、B两个事件同时发生,对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线,从A到B方向飞行的人来说哪个事件先发生( ) A.两个事件同时发生 B.A事件先发生 C.B事件先发生 D.无法判断 10.关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.电磁波与机械波一样有衍射、干涉现象,所以它们没有本质的区别 B.在一个与光速方向相对运动速度为u的参考系中,电磁波的传播速度为c+u或c-u C电磁场是独立的实体,不依附在任何载体中 D.伽利略相对性原理包括电磁规律和一切其他物理规律 11.一列火车以速度v相对地面运动,如果地面上的人测得,某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁(如图5-1-1).那么按照火车上人的测量,闪光先到达前壁还是后壁?火车上的人怎样解释自己的测量结果? 12.如图5-1-2所示,在地面上M点,固定一光源,在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器,今使光源发出一闪光,问 (1)在地面参考系中观察,谁先接收到光信号?

15.03狭义相对论的其他结论

人教版《高中物理选修3-4》学案《相对论》 第三节 狭义相对论的其他结论 共1课时 课型:三三四 主备人: 闫保松 审核人: 使用时间 2012年 月 日 第 周 第 个 总第 个 第1页 共2页 第2页 共2页 第十五章 第三节:狭义相对论的其他结论 【本章课标转述】 知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论;了解经典时空观与相对论时空观的主要区别,体会相对论的建立对人类认识世界的影响。初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测数据。关注宇宙学研究的新进展。 教学重点、难点 重点:三个公式 难点:运动速度的相对性变换 【学习目标】 (1)运动速度的相对论变换(2)相对论质量(3)质能方程 【学习过程】 一、相对论的速度变换公式 通过狭义相对论两个原理的学习,知道光对任何物体的运动速度都一样,物体运动的极限速度都不可能越过真空中的光速。在宏观低速运动条件下,伽利略的速度叠加原理简单有效。但对高速运动的物体及微观高速粒子,速度的叠加原理与传统经典观念矛盾,必须要考虑相对论效应。 车对地的速度为v ,人对车的速度为u / 地面上的人看到车上人相对地面的速度为u 2' ' 1c v u v u u + += 如果车上人运动方向与火车运动方向相同,u ’取正值 如果车上人运动方向与火车运动方向相反,u ’取负值 学生通过计算和推导知道相对论的自洽性 注意:相对论速度变换公式,是根据相对论理论中的洛伦兹变换推出的结论,只适用于同一直线运动物体速度的叠加。对于更复杂的速度的叠加, 此公式不适用。 二、相对论质量。 物体的运动速度不能无限增加,那么物体的质量是否随着速度而变化? 严格的论证表明,物体高速(与光速相比)运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关 系:2 01? ? ? ??-= c v m m m 运动质量 > m 0静止质量 微观粒子的速度很高,它的质量明显的大于静止质量.在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响. 介绍:1988年,中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功 三、质能方程 引入:物体的能量和质量之间存在密切的联系 让学生知道根据狭义相对论原理及洛伦兹变换,经过高等数学推导,可得到相对论动力学的一个著名结论: 质能方程 2mc E = 质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系. 0E E E k -= E k 是物体的动能,E 是物体运动时的能量 E 0是物体静止时的能量 在v < < c 时 2 021v m E ≈ 这就是我们过去熟悉的动能表达式,这也能让我们看出,牛顿力学是相对论力学在低速情况下的特例.

狭义相对论的其他结论学案

狭义相对论的其他结论 【学习目标】 1.了解运动速度的相对论变换,相对论质量 2.理解质能方程,并能进行简单的计算 【自主学习】 一、相对论的速度变换公式 在第一节内容的学习中,遗留一个问题,那就是经典物理中速度叠加原理与光速不变之间的矛盾,显然经典的速度叠加原理在高速情况下是不适用的,下面我们来认识相对论的速度叠加原理 设车对地的速度为v ,人对车的速度为u / 地面上的人看到车上人相对地面的速度为u (说明:1.如果车上人运动方向与火车运动方向相同,u ’取正值 2.如果车上人运动方向与火车运动方向相反,u ’取负值 3.相对论速度变换公式,是根据相对论理论中的洛伦兹变换推出的结 论,只适用于同一直线运动物体速度的叠加。对于更复杂的速度的叠加, 此公式不 适用。) 例题1如图,高速火车对地速度为v ,车上小球相对于车的速度为u ′, 则地上观察者观察到它的速度为u 。下面请大家计算下列三种情况下地 面观察者看到的球速度,并比较u 与u ′+v 以及u 与c 的大小关系 (1)当u ′=2c v =4 3c 时, u = ______,u ′+v =______,可见u <(u ′+v )并且u <c (2)当u ′=c v =c 时, u = ______,u ′+v = ______, (3)当u ′=-c v =2 c 时, u = ______,表示合速度大小仍然为c ,方向与v 相反, 从二、三两个结果可以看出,u ′=c 时,不论v 如何取值,在什么参考系中观察,光速都是c . 二、相对论质量。 物体的运动速度不能无限增加,那么物体的质量是否随着速度而变化? 严格的论证表明,物体高速(与光速相比)运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系: 20 1??? ??-=c v m m ( m 运动质量,m 0静止质量),微观粒子的速度很高,它的质量明显的大于静止质量. 例题2回旋加速器给带电粒子加速时,不能把粒子的速度无限制地增大,其原因是( ) A .加速器功率有限,不能提供足够大的能量 B .加速器内无法产生磁感强度足够大的磁场 C .加速器内无法产生电场强度足够大的电场 D .速度增大使粒子质量增大,粒子运行的周期与交变电压不再同步,无法再加速 三、质能方程 物体的能量和质量之间存在密切的联系根据狭义相对论原理及洛伦兹变换,经过高等数学推导,可得到相对论动力学的一个著名结论:质能方程2m c E = (质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系.) 设E k 是物体的动能,E 是物体运动时的能量 E 0是物体静止时的能量,则:0E E E k -= 2''1c v u v u u ++=

15.狭义相对论的基本原理及其时空观

《大学物理》练习题No.15 狭义相对论时空观及动力学基础班级____________ 学号__________ 姓名_________ 成绩________ 一、选择题 1. 静止参照系S中有一尺子沿x方向放置不动,运动参照系S'沿x轴运动,S、S'的坐标轴平 行.在不同参照系测量尺子的长度时必须注意[ C ] (A) S'与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标. (B) S'中的观察者可以不同时,但S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标. (C) S'中的观察者必须同时,但S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标. (D) S'与S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标. 2. 下列几种说法: (1) 所有惯性系对一切物理规律都是等价的. (2) 真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关. (3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同. 其中哪些正确的?[ D ] (A) 只有(1)、(2)是正确的. (B) 只有(1)、(3)是正确的. (C) 只有(2)、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的. 3. 边长为a的正方形薄板静止于惯性系K的xOy平面内,且两边分别与x轴、y轴平行, 今有惯性系K'以0.8c(c为真空中光速)的速度相对于K系沿x轴作匀速直线运动,则从K'系测得薄板的面积为[ B ] (A) a2.(B) 0.6a2.(C) 0.8 a2.(D) a2/ 0.6. 4. 在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为6s,若相对甲以4c/5(c表示真空 中光速)的速率作匀速直线运动的乙测得时间间隔为[ A ] (A) 10s.(B) 8s.(C) 6s.(D) 3.6s. (E) 4.8s. 5. (1) 对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点,同一时刻的两个事件,对于相对该惯性系 作匀速直线运动的其它惯性系的观察者来说,它们是否同时发生? (2) 在某惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发 生? 关于上述两问题的正确答案是: [ A ] (A) (1)一定同时, (2)一定不同时. (B) (1)一定不同时, (2)一定同时. (C) (1)一定同时, (2)一定同时. (D)(1)一定不同时,(2)一定不同时. 6.圆柱形均匀棒静止时的密度为ρ0,当它以速率u沿其长度方向运动时,测得它的密度为ρ,

人教版物理高二选修3-4 15.3狭义相对论的其他结论同步练习(I)卷

人教版物理高二选修3-4 15.3狭义相对论的其他结论同步练习(I)卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、多选题 (共15题;共38分) 1. (3分)下列物体的运动服从经典力学规律的是() A . 自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动 B . 发射导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动 C . 物体运动的速率接近真空中的光速 D . 能量的不连续现象 2. (3分)下列说法中正确的是() A . 根据牛顿的万有引力定律可以知道,当星球质量不变、半径变为原来的时,引力将变为原来的4倍 B . 按照广义相对论可以知道,当星球质量不变、半径变为原来的时,引力将大于原来的4倍 C . 在天体的实际半径远大于引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大 D . 在天体的实际半径接近引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大 3. (3分) (2018高一下·西山期中) 爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命,主要是因为() A . 否定了经典力学的绝对时空观 B . 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 C . 打破了经典力学体系的局限性 D . 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 4. (2分) (2019高二下·扬州开学考) 如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S,甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v(接近光速)的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中,正确的是()

A . 甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离 B . 甲认为飞船中的钟变慢了,乙认为甲身边的钟变快了 C . 甲测得光速为c,乙测得的光速为c-v D . 当光源S发生一次闪光后,甲认为A,B两处同时接收到闪光,乙则认为A先接收到闪光 5. (2分)在一惯性系中观测,有两个事件同时不同地,则在其他惯性系中观察,结果是() A . 一定同时 B . 可能同时 C . 不可能同时,但可能同地 D . 不可能同时,也不可能同地 6. (3分)下列说法中正确的是() A . 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释 B . 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释 C . 狭义相对论是惯性参考系之间的理论 D . 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架 7. (2分) (2015高二上·泰州期末) 关于经典物理学和相对论,下列说法正确的是() A . 经典物理学和相对论是各自独立的学说,互不相容 B . 相对论完全否定了经典物理学 C . 相对论和经典物理学是两种不同的学说,二者没有联系

狭义相对论的诞生和意义

狭义相对论的诞生和意义 姓名:王祚恩学号:1120100190 班级:01311002 【摘要】在科学史上,爱因斯坦创立相对论的过程艰辛而充满质疑,然而当我们真正认识和了解到相对论时,我们知道爱因斯坦为什么能够称之为伟大。几十年来的历史发展证明,狭义相对论大大推动了科学进程,成为现代物理学的基本理论之一。 【关键词】爱因斯坦,狭义相对论,意义 一.时代的召唤。 在世界科学史上,爱因斯坦所处的时代是一个呼唤巨人,也创造出了大批巨匠的时代。在伯尔尼专利局工作的岁月,是爱因斯坦在科学研究方面大丰收的几年。在这期间,他解决了布朗运动的问题,创立了光子论和狭义相对论。他的划时代的发现,表明对立统一规律不仅适用于人类社会,而且适用于自然界,是最普遍的规律,彻底改变了人们关于时间、空间、质量、能量等旧有的观念,为辩证唯物主义时空观的基本原理的正确性提供了最有利的科学依据,开始引起了科学界和思想界的普遍重视。 二.狭义相对论建立的历史背景。 一门新理论的诞生有其外在条件,也有其内在因素。就外在条件而言:18世纪欧洲工业革命兴起,经过一个多世纪,到19世纪末,工业生产、科学技术有了长足的进步。电力应用逐渐推广,内燃机、蒸汽机被采用,交通运输不断扩展……,所有这些对物理学的发展都有着直接的影响。生产的发展需要科学;反过来,生产的发展又进一步推动了科学的进步。相对论理论同其他任何一门科学理论一样,是生产水平和科学技术发展到一定阶段的必然产物。 牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似。经典物理学经过近300年的发展,到19世纪末已经建立起比较完整的理论体系 到19世纪末,以麦克斯韦方程组为核心的经典电磁理论的正确性已被大量实验所证实,但麦克斯韦方程组在经典力学的伽利略变换下不具有协变性。而经典力学中的相对性原理则要求一切物理规律在伽利略变换下都具有协变性。在这样的背景下,才有了狭义相对论。 解开以太之谜,是爱因斯坦在相对论建立的道路上走出的第一步。其实,爱伊斯坦在对以太的长期思索中早就对以太的存在产生了怀疑。也就是在这些不断的怀疑中,爱因斯坦一步步的建立的属于自己的观点——狭义相对论,当然之后也被科学界认可。 三.狭义相对论的建立。 1905年,爱因斯坦在《论运动物体的电动力学》一文中正式提出了他的狭义相对论。他首先提出了两条假设: [1]相对性原理。在伽利略力学相对性原理的基础上,爱因斯坦提出一切惯性系对于描述物理现象来说都是等价的,物理定律对于一切惯性系都应采取相同的数学形式。 [2]光速不变原理。在迈克尔逊-莫雷的基础上,爱因斯坦提出,光在真空中的传播速度是c,与光源的运动状态无关。这就是说,在一切惯性系(都是匀速直线运动)中所测得

狭义相对论的一些介绍

狭义相对论的一些介绍 狭义相对论从提出到现在已经一百多年了,人们对这个理论的认识自然也不能一直停在一百多年前。这篇帖子就是想要帮助大家重新整理一下狭义相对论的思路。 一、我们先来复习一下如何算一条线段的长度。 如果我们在平整的地面画一条短线,如何计算线的长度?这个谁都会算,那就是末端的坐标减去始端的坐标,比如用尺子量, 拿到始端和末端的读书,相减得到直线的长度。 这里量一条直线,一维坐标系就可以了。但是如果我们偏偏要找麻烦呢?非要把这条直线斜着量?那也简单的很:

要测量线段长度也不过是测量出「甲」和「乙」的长度,然后勾股定理算出来。也就是(末端横坐标 - 起始端横座标)^2 + (末端纵坐标 - 起始端纵座标)^2 明显是把这条线拆解成横着的和纵的的嘛~ 如果我们再找麻烦,非要在一个三维的坐标系中来计算呢?那也不难,依葫芦画瓢,把线端拆成三部分:横、纵、竖,这样一来,计算方法就是: (末端横坐标 - 起始端横座标)^2 + (末端纵坐标 - 起始端纵座标)^2 + (末端竖坐标 - 起始端竖座标)^2 依次类推,可以放到任意正整数维的坐标系里面来算。 可是,实际上有个问题,我们这样算长度,是有条件的。那,当然这些方法来自于我们的生活经验,我们的生活经验是,时间是用来给不同的事件加标签用的,加了时间标签就可

以知道事情发生的先后顺序了。 二、闵可夫斯基空间 但是 Einstein 的狭义相对论提出了一种很棒的思路,就是为什么我们非要把自己的眼界放在三维空间中呢?我们可以把时间也放进来作为一个坐标分量,而我们不再去算两个地点的空间距离,而是去算发生的两个事件的间隔(既包含了时间部分,又包含了空间部分)。 我们继续前面的思考。 计算两个点的空间距离的方法我们已经掌握了,那么我们如何通过一种方法来把时间因素也加进来呢? 我们的方法是通过定义一种新的两点距离的计算方法来实现的。我们上面的那种计算两点距离的方法,是在欧几里得空间的距离的计算方法,我们在狭义相对论中定义的新的方法是闵科夫斯基空间的距离计算方法。 比如我们要计算「事件甲」和「事件乙」之间的时空间隔,事件甲发生在「地点甲」,事件乙发生在「地点乙」,那么时空间隔的计算方法是: (地点乙横坐标 - 地点甲横座标)^2 + (地点甲纵坐标 - 地点乙纵座标)^2 + (地点甲竖坐标 - 地点乙竖座标)^2 - (时间乙发生的时间 - 时间甲发生的时间)^2 看啦,只不过是把时间差减掉而已。细心的读者立刻就会提到一个问题: 「咦?你这个计算方法有毛病嘛!!量纲不统一的啊!!!」 没错,你掌握了物理的一大精髓啊,量纲分析是推导完成后首要任务的。不过这里的要改进也忒简单了点,改成这样: (地点乙横坐标 - 地点甲横座标)^2 + (地点甲纵坐标 - 地点乙纵座标)^2 + (地点甲竖坐标 - 地点乙竖座标)^2 - (时间乙发生的时间 - 时间甲发生的时间)^2 * 某个速度^2 好了嘛。其实这就是 1907 年 Minkowski 对 Einstein 的狭义相对论的解释,而这种解释,就是那个年代最杰出的解释。 如果能明白这个距离的定义,狭义相对论最重要的一点您就掌握了。 三、「某个速度」 可是可是,这个「某个速度」是嘛意思啊?这是个什么速度啊??? 什么速度捏?我们只好去搜肠刮肚,找遍我们已知的整个物理规律,发现这样一件很奇妙的事情。那就是 Maxwell 方程组,把四个方程化简下,得到电磁波的波动方程。波动方程告诉我们这样一件事情,那就是这个波速跟时间和空间坐标都没关系。什么意思啊?那就是说这个电磁波的波速不管我们是站在路上看,还是骑车看,还是坐火车看,这个波速都是

2.1狭义相对论基本原理

第二讲 相对论初步知识 相对论是本世纪物理学的最伟大的成就之一,它标志着物理学的重大发展,使一些物理学的基本概念发生了深刻的变革,狭义相对论提出了新的时空观,建立了高速运动物体的力学规律,揭露了质量和能量的内在联系,构成了近代物理学的两大支柱之一, §2. 1 狭义相对论基本原理 2、1、1、伽利略相对性原理 1632年,伽利略发表了《关于两种世界体系的对话》一书,作出了如下概述: 相对任何惯性系,力学规律都具有相同的形式,换言之,在描述力学的规律上,一切惯性系都是等价的,这一原理称为伽利略相对性原理,或经典力学的相对性系原理,其中“惯性系”是指凡是牛顿运动定律成立的参照系, 2、1、2、狭义相对论的基本原理 19世纪中叶,麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁理论,又称麦克斯韦电磁场方程组,麦克斯韦电磁理论不但能够解释当时已知的电磁现象,而且预言了电磁波的存在,确认光是波长较短的电磁波,电磁波在真空中的传播速度为 一常数, 秒米/100.38 ?=c ,并很快为实验所证实, 从麦氏方程组中解出的光在真空中的传播速度与光源的速度无关,如果光波也和声波一样,是靠一种媒质(以太)传播的,那么光速相对于绝对静止的以太就应该是不变的,科学家们为了寻找以太做了大量的实验,其中以美国物理学家迈克耳孙和莫雷实验最为著名,这个实验不但没能证明以太的存在,相反却宣判了以太的死刑,证明光速相对于地球是各向同性的,但是这却与经典的运动学理论相矛盾, 爱因斯坦分析了物理学的发展,特别是电磁理论,摆脱了绝对时空观的束缚,科学

地提出了两条假设,作为狭义相对论的两条基本原理: 1、狭义相对论的相对性原理 在所有的惯性系中,物理定律都具有相同的表达形式, 这条原理是力学相对性原理的推广,它不仅适用于力学定律,乃至适合电磁学,光学等所有物理定律,狭义相对论的相对性原理表明物理学定律与惯性参照系的选择无关,或者说一切惯性系都是等价的,人们不论在哪个惯性系中做实验,都不能确定该惯性系是静止的,还是在作匀速直线运动, 2、光速不变原理 在所有的惯性系中,测得真空中的光速都等于c,与光源的运动无关, 迈克耳孙—莫雷实验是光速不变原理的有力的实验证明, 事件 任何一个现象称为一个事件,物质运动可以看做一连串事件的发展过程,事件可以有各种具体内容,如开始讲演、火车到站、粒子衰变等,但它总是在一定的地点于一定时刻发生,因此我们用四个坐标(x,y,z,t )代表一个事件, 间隔 设两事件(1111,,,t z y x )与(2222,,,t z y x ),我们定义这两事件的间隔为 ()()()()2 122 122 122 1222z z y y x x t t c s -------= 间隔不变性 设两事件在某一参考系中的时空坐标为(1111,,,t z y x )与(2222,,,t z y x ),其间隔为 ()()()()2 122 122 122 1222z z y y x x t t c s -------= 在另一参考系中观察这两事件的时空坐标为(' 1'1'1'1,,t z y x ,)与('2'2'2'2,,t z y x ,), 其间隔为 ()()()() 2 '1'2 2 ' 1'22 ' 1' 22 ' 1' 22'2z z y y x x t t c s -------= 由光速不变性可得

解读“狭义相对论”——从方法论视角

解读“狭义相对论” ——从方法论视角 张丽 重庆大学贸易行政学院科技哲学室(400044) 中共中央党校哲学部2008级博士研究生(100091) 摘要:爱因斯坦的狭义相对论以相对经济和解释性简化而著称于世界,其影响之大,更是其他理论所不能望其项背。以致许多理论学家们自觉或不自觉地把它作为构建理论的方法论模板。其实在与经典热力学的三次类比中(其中有二次是爱因斯坦本人给出的比较)我们不难发现,在很大程度上这是一种误读,误导,其实质是陷入一场方法论的危机。此文的目的正是要抵制这一思想,并指出爱因斯坦1905年创立的方法论理论仅代表的是一种功利主义,实用主义的胜利,而远远不是解释深度的胜利,它的作用效果也仅限于在混乱、无秩序的状态背景下。 关键词:狭义相对论;经典热力学;方法论;量子力学; CBH法则 比较狭义相对论和量子力学,前者以它的相对经济和解释性简化而著称于世界,其影响之大,更是其他理论所不能望其项背。以至于此后的大量的理论物理学家们自觉或不自觉的受此引导去寻找少量的基本假设,基本原理。期望他们能够在量子力学中发挥作用,就象相对性原理和光假设曾经联合起来在爱因斯坦1905年创立的狭义相对论中发挥基础作用一样,达到简化量子力学的目的。其实在与经典热力学的三次类比中(其中有二次是爱因斯坦本人给出的)我们不难发现,这是一种误读,误导,其实质是陷入一场方法论的危机。此文的目的正是要抵制这一思想,并指出爱因斯坦1905年创立的方法论理论仅代表的是一种功利主义,实用主义的胜利,而远远不是解释深度的胜利,它的作用效果也仅限于在混乱、无秩序的状态背景下。这一点,也正是爱因斯坦本人所非常熟知的。 第一次类比与CBH法则的启示: 爱因斯坦本人曾坦言:相对论原则是使可能性缩小的理论;它不是一个模型(模版),恰似热力学第二定律不是一个模版一样。①(the principle of relativity is a principle that narrows the possibilites ; it is not a model, just as the second law of thermodynamics is not a model.). 另外,在量子力学最近的重要进展中,克利夫顿(CLIFTON)、巴伯(BUB)、哈沃森(HALVORSON)即CBH以三个“information_ _theoretic constraints ”为依据提出的“知识初概念”(notion of information)在理解量子理论中的作用已经变得值得注目了。CBH所关注的正是处于一种危险状态中的“方法论”。在其论文的开头,CBH写到:一个人能够仅以少数几个简单的知识理论原则来刻画量子理论特征的这一事实,是提供信任给这样一种思

对狭义相对论力学中的几个重要概念和规律的再认识

对狭义相对论力学中的几个重要概念和规律的再认识 摘要:本文在狭义相对论基本原理的基础上,详细阐述了相对论力学中的基本概念与其变换关系和基本规律,并分析了这些概念和规律在经典力学和狭义相对论力学中的区别和联系。通过对基本知识内容的分析对比,能够清楚认识到经典力学向狭义相对论力学在过渡阶段的概念和规律的混淆问题,有助于正确理解和把握狭义相对论的基本原理和内容,便于今后进行相关知识的学习和研究。 关键词:洛伦兹变换;速度;质量;相对性原理;光速不变原理

目录 引言 (1) 1狭义相对论的基本原理 (1) 1.1 相对性原理 (1) 1.2 光速不变性原理 (2) 2基本概念和规律 (2) 2.1 洛仑兹变换 (2) 2.2 速度的合成及其变换 (4) 2.3 质量及其变换 (6) 2.4 力及其变换 (7) 2.5 动量、能量及其变换 (8) 3 小结 (11) 参考文献: (11) 致谢: (11)

引言 在19世纪末期,当时众多的物理学家们都认为经典物理学的框架已经建设完成,只需要填补和装修即可而陶醉时,但是三大发现(黑体辐射、光电效应等)又为物理学提出新的问题。而这些问题正在猛力地冲击着经典力学中的速度、质量、动量和能量等基本物理概念,使经典物理学中包含了质量守恒、能量守恒等守恒定律面临着严酷的考验。同时,光电效应与黑体辐射等实验的结果又不能被经典物理学所解释。 为了解决这些经典力学所不能解释的问题,许多物理学家们已经做了很多的工作。在1905年,爱因斯坦另辟蹊径,运用丰富的科学知识和深刻的哲学思想提出了与众不同的时空理论—狭义相对论。当时,众多的物理学家们都以能读懂相对论原理而自豪。爱因斯坦建立的狭义相对论对物理学的发展提供了理论依据,并且深入到高能粒子物理的范围,成为了研究高速粒子运动的不可或缺的理论依据,并取得了丰硕的研究成果。它成为了近代物理的一大基石。同时,它被广泛应用于宇宙学,天体物理学,量子力学,和其他学科。然而,因为科学技术发展的限制、认知的不足,爱因斯坦的两个原则性的问题被遗留下来,没有得到解决。直到2009年,俄罗斯物理学家和我国物理学家华棣先生先后发表了新的相对论,弥补了百年前爱因斯坦遗留下的问题,完善了相对论原理。1狭义相对论的基本原理 到了十九世纪后期,在实验中证实了著名的物理学家麦克斯韦的“电磁场理论”的真实性。当时,在物理界有两个不同的观点,但后来物理学家们发现这是与实验结论相背的。于是洛伦兹提出一个假设:所有物质在以“以太”的形式运动时,都会发生沿运动方向的收缩现象。但是,爱因斯坦的研究从另一个方向开始,认为:想要解决一切的困难,那么必须完全摒弃牛顿所建立的绝对时空的概念,并提出了两个基本的假设。由于这两条基本假设在理论上是自洽的,并与大量的实验结果相吻合。因此,只能称之为假设。 否认宇宙中存在着特殊的物质“以太”,同时也排除存在着处于特殊优越地位的惯性系。那么,各个惯性系都应该存在平等、等价的地位,这就是狭义相对论的出发点,也是总思想。这一思想就成为了第一条基本原理。同时,以此原理为基础在处理具体问题时,爱因斯坦又假定了在各个惯性系中的真空光速是个不变量,这就是光速不变原理。 1.1 相对性原理 所有惯性参考系统对任何物理规律(力学的、电学的等等)都是等价的。也就是说,在实验室进行任何物理实验都无法确定实验室是“绝对静止”呢,还是“绝对地”

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