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今天,我将介绍狭义相对论及其两个基本原理。希望对你有帮助,也别忘了收藏这个站点。
什么是狭义相对论?狭义相对论解释?
1.狭义相对论是不同于牛顿的时间观,由爱因斯坦在1905年发表的题为《论运动物体的电动力学》的论文中提出的一种新的平时间理论空。“狭义”是指它只适用于惯性参考系。这个理论的出发点是两个基本假设:狭义相对论原理和光速不变原理。理论的核心方程是洛伦兹变换(群)(见惯性系中的坐标变换)。狭义相对论预言了一些牛顿经典物理没有的新效应(相对论效应),如时间膨胀、长度收缩、横向多普勒效应、质速关系、质能关系等等。狭义相对论已经成为现代物理理论的基础之一:所有微观物理理论(如基本粒子理论)和宏观引力理论(如广义相对论)都符合狭义相对论的要求。这些相对论性的动力学理论已经被许多高精度的实验所证实。
2.狭义相对论不仅包括时间膨胀等一系列推论,还包括麦克斯韦-赫兹方程的变换。狭义相对论需要使用引入张量的数学工具。
3.狭义相对论是艾萨克·牛顿的时间理论空的延伸。要理解狭义相对论,就要理解四维时间空,它的数学形式是闵可夫斯基几何空。
4.目前物理学理论新的分类标准是根据其理论是否具有确定性来划分经典物理和非经典物理。非量子理论可称为经典或经典理论。从这个意义上说,狭义相对论仍然是一个经典理论。
狭义相对论的简单解释
狭义相对论指出,一个人运动越快,他的时间就会越慢。当一个物体以光速运动时,它的时间就会静止。举个通俗的例子:你看到一个物体是因为它发光,但如果你以光速远离它,你就看不到它了。如果一个物体在0.1s发出一束光,那么在0.1s之前发出的光就永远看不到了,也就是0.1s永远过不去。因此,时间停止了。
如果小于光速,时间也会以同样的方式缩短。
狭义相对论由爱因斯坦、洛伦兹、庞加莱、闵可夫斯基等人创立,应用于惯性参考系中的时间空理论。也是对牛顿时间概念空的延伸和修正。
什么是狭义相对论?
狭义相对论和广义相对论的结合构成了相对论力学。狭义相对论是相对论的特例,从狭义相对论(SR)翻译成中文。狭义相对论是广义相对论的特例。
伟大的科学家爱因斯坦花了10年时间探索得出这些结论的过程。当时很难概括这个结论,因为当时很难解释引力。狭义相对论存在于没有重力的理想情况下,也就是说时间空是平的。这与广义相对论的引力理论相冲突。而广义相对论在平坦空时自然退化为狭义相对论。
狭义相对论的推导使用了等效原理。爱因斯坦的等价原理,即当我们在一条曲线上取一条无穷小的线时,这些小曲线可以等价地视为一条直线的一部分。在这个问题中,广义相对论的研究对象是这条曲线,狭义相对论的研究对象是这条足够小的线段。这个等价原理讲的是广义相对论前提下的一个引力系统。我们也可以把它分成无效的小部分,然后等效成一个看似平坦的当地时间空,从而把它当作一个没有引力的狭义相对论系统。
为了在没有重力的情况下“看见”,你需要选择一个特定的参照物。从数学的角度来说,就是选择类似于坐标系的东西,比如著名的爱因斯坦电梯。只要电梯选择自由下落,电梯内部似乎就没有重力。
所以狭义相对论是没有引力的广义相对论的特例。
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