誰能簡述一下狹義相對論的物理意義

時間 2021-10-28 03:42:36

1樓:匿名使用者

你只要記著二個原理就好。光速不變原理跟相對性原理

2樓:匿名使用者

狹義相對論和廣義相對論。。。嘿嘿

3樓:匿名使用者

適用於慣性系,從時間、空間等基本概念出發將力學和電磁學統一起來的物理理論。2023年由a.愛因斯坦建立 。這個理論在涉及高速運動現象時,同經典物理理論顯示出重要的區別。

產生 到19世紀末,經典物理理論已經相當完善,當時物理學界較為普遍地認為物理理論已大功告成,剩下的不過是提高計算和測量的精度而已。然而某些涉及高速運動的物理現象顯示了與經典理論的衝突,而且整個經典物理理論顯得很不和諧:①電磁理論按照經典的伽利略變換不滿足相對性原理,表明存在絕對靜止的參考系,而探測絕對靜止參考系的種種努力均告失敗。

②似乎存在著經典力學無法說明的極限速度。③電子的質量依賴於它的速度。在這種形勢下,有見地的物理學家預感到物理學中正孕育著一場深刻的革命。

愛因斯坦立足於物理概念要以觀察到的事實為依據,而不能以先驗的概念強加於客觀事實,他考察了一些普遍的物理事實和經典物理學中如運動、時間、空間等基本概念,看出以下兩點具有根本的重要性,並把它們作為建立新理論的基本原理:①狹義相對性原理,不僅力學實驗,而且電磁學實驗也無法確定自身慣性系的運動狀態,也就是說,在一切慣性系中的物理定律都具有相同的形式。②光速不變原理,真空中的光速對不同慣性系的觀察者來說都是c。

承認這兩條原理,牛頓的絕對時間、絕對空間觀念必須修改,異地同時概念只具有相對意義。在此基礎上,愛因斯坦建立了狹義相對論。

內容 洛倫茲變換 根據相對性原理和光速不變原理,可匯出兩個慣性系之間時空座標之間的洛倫茲變換。當兩個慣性系s和s′相應的笛卡爾座標軸彼此平行,s′系相對於s系的運動速度v僅在x軸方向上,且當t=t′=0時,s′系和s系座標原點重合,則事件在s系和s′系中時空座標的洛倫茲變換為

x′=γ(x-vt),y′=y,z′=z,t′=γ(t-vx/c2)式中γ=(1-v2/c2)-1/2;c為真空中的光速。洛倫茲變換是狹義相對論中最基本的關係,狹義相對論的許多新的效應和結論都可從洛倫茲變換中直接得出,它表明時間和空間具有不可分割的聯絡。當速度遠小於光速 ,即v玞時,洛倫茲變換退化為伽利略變換,經典力學是相對論力學的低速近似。

同時性的相對性 在某個慣性系中看來異地發生的兩個事件是同時的,那末在相對於這一慣性系運動的其他慣性系看來就不是同時的,因此在狹義相對論中,同時性概念不再具有絕對的意義,只具有相對的意義。不僅如此,在不同慣性系看來,兩異地事件的時間順序還可能發生顛倒;但是具有因果聯絡的兩事件的時間順序不會發生顛倒。同時性的相對性是狹義相對論中非常基本的概念,時間和空間的許多新特性都與此有關。

長度收縮 狹義相對論預言,一根沿其長度方向運動速度為v的杆子的長度l比它靜止時的長度l0要短,

l=l0

。 長度收縮不是物質的動力學過程,而是屬於空間的性質。它是由於測量一根運動杆子的長度須同時測量其兩端,在不同慣性系中,同時性具有相對性,因而不同慣性系中得出的結果不同,只具有相對的意義。

時間延緩 狹義相對論預言,運動時鐘的時率比時鐘靜止時的時率要慢。設在s

誰能說明一下愛因斯坦的狹義相對論?

4樓:

狹義相對論是愛因斯坦在總結了前人的科學實驗和理論研究成果後,針對物理學界因為測不出光速的變化而陷入混亂之際,拋棄了絕對時空的概念,以實驗基礎為依據,提出光速不變原理,並在這一基礎上,引用了洛倫茲因子,把經典物理學的適用領域從靜止、小空間拓展到高速度、大空間的應用領域而建立的慣性系間時間與空間變換的理論。

經典物理學之所以遇到了困難,都是因為「光速不變」帶來的。光速不是無窮大,而使得我們測量會產生誤差,當人們試圖找到絕對速度的時候發現,無法測出光速的變化,因而使物理學陷入了絕境。光既不受發光物的速度影響,也不受接收器速度的影響。

無論誰看,速度都一樣,這與經典物理學中的速度的疊加原理產生了不可調和的矛盾。

很多人質疑光速不變原理沒有經過證明,因而質疑由光速不變為基礎建立的狹義相對論。

其實光速變與不變並不重要,因而不需要證明,而且我們測量的結果確實是光速不變。

運動是相對的,這一點就足夠了。就像我們不知道地球的速度到底是多少,我們假定地球是靜止的(或者假定地球的速度是某個恆定的值)並不影響我們的任何物理研究和實驗。

舉個極端的例子(有的時候從極端可以推論出普遍情況):

假如一個有個人以光速跑步,我們在終點為他測速,當他經過起點時開始計時,當他到達終點時停止計時,把距離除以時間就是他的速度。

但是出問題了,因為光速不是無窮大,他經過起點時的資訊以光速傳到終點,而他以光速跑向終點,所以測量到的結果是他經過起點的同時他就在終點。而且他跑過的距離是0,因為終點就在起點。

上面的假設不可能存在,沒有任何有質量的物體能達到光速。但是,從這個極端的假設,得出一個推論,速度越接近光速,我們看到的他的時間就越接近靜止,他跑過的距離也越接近0。僅僅從這一點就能知道,速度越快,時間就越慢,距離也越短。

其實我們無法測量到光速的變化也正因如此,上面的跑步者換成光子,就說明一切了,在任何情況下我們都不可能測得出光速會有什麼變化,因為光總是與它的資訊一起到達測量計。

光是一切測量都必須依賴的尺子。

經典物理學是建立在絕對的時空概念上的理論與測量證明的科學,所以當「尺子」發生變化時,測量的一切資料也會跟著變化。而我們卻無論如何也不能測到尺子本身發生了什麼變化,那麼我們就只能認定尺子沒變。這就是相對性,就相當於我們無法感覺自己在移動的時候我們就認為自己是靜止,是其他的物體在移動。

這不會對客觀事實造成錯誤。

當我們無法感覺尺子在變長時我們就只能認定是物體在變短。這就是狹義相對論的最基本構想。

談到狹義相對率就應該瞭解一下洛倫茲因子,因為狹義相對論中的尺縮效應和時間變慢是狹義相對論的重要結論之一。

上圖表示的是一個參照系看一個運動繫上光子運動的情況。

ct'是動繫上看光子運動的距離。

ct 是參照系上看光子運動的距離。

vt 則是動系相對參照系移動的距離。

顯然:因為誰看光速都不變,所以c是一樣的,t則是參照系上看到的時間,vt就是參照系上看到動系運動的距離。

這是一個直角三角形,所以有: (vt²+(ct')²=ct²

把這個等式變換一下以求得t'。

(ct')²=(ct)²-(vt)²;

c²t'²=c²t²-v²t²=t²(c²-v²)

t'²=t²(1-v²/c²)

t'=t√(1-v²/c²)

其中的√(1-v²/c²)  就是洛倫茲因子(或叫相對論因子)。

這一變換出來後絕對的時間概念就被打破了,居然在不同速度的慣性系上的時間是不同的。最不被人理解的就是這個根深蒂固的「時間會變慢」。

由此很多人推出了各種所謂的「悖論」,其實是一個極大的誤解。

由於速度的不同,資訊傳送的速度是有限的,人們看到的結果必然是不同的,並不影響動繫上的一切物理規律。

這就像我們看遠處的人會變小一樣,近大遠小是人人皆知的透視規律,我們看到的遠處的人變小,同時對方看我們也變小,不可能我們看他小他看我們大。

相對運動的系統,我看你時間變慢,你看我的時間也變慢。這是必然的。

通過一定的換算,我們能知道遠處的人真實的高度,通過洛倫茲因子,我們也能計算出高速運動的慣性系上的真實時間。

誰能說明一下愛因斯坦的狹義相對論

狹義相對論是愛因斯坦在總結了前人的科學實驗和理論研究成果後,針對物理學界因為測不出光速的變化而陷入混亂之際,拋棄了絕對時空的概念,以實驗基礎為依據,提出光速不變原理,並在這一基礎上,引用了洛倫茲因子,把經典物理學的適用領域從靜止 小空間拓展到高速度 大空間的應用領域而建立的慣性系間時間與空間變換的理...

狹義相對論和質量守恆,狹義相對論的質增效應是否違反質量守恆?

叫做能量守恆啊,速度是物質的一種相對屬性,速度越快熵值越大,能量越不穩定,物質自身的能量減少,如跑步以後我們為什麼感覺到累要休息飲水吃東西,就是這個道理。可是能量守恆是包括整個的環境,而不是物質所處的小環境。另外至於接近光速,會導致物質在形態和性質方面的改變,不僅是質量增大,所以光速飛行只是一種幻想...

求愛因斯坦的相對論(狹義相對論和廣義相對論)

冒牌筆仙 狹義相對論是由愛因斯坦在洛侖茲和龐加萊等人的工作基礎上創立的時空理論,是對牛頓時空觀的拓展和修正。愛因斯坦以光速不變原理出發,建立了新的時空觀。進一步,閔科夫斯基為了狹義相對論提供了嚴格的數學基礎,從而將該理論納入到帶有閔科夫斯基度量的四維空間之幾何結構中。光速不變原理 真空中的光速對任何...