狭义相对论,四维时空的奥秘!爱因斯坦相对论分为广义相对论和狭义相对论,在之前的文章中小编已经给大家介绍过了广义相对论,那么本篇本章主要给大家介绍狭义相对论。结语:狭义相对论是现代物理的基本理论之一,一切微观和宏观的物理理论或现象都满足狭义相对论的要求,这也被很多现代科学仪器所证实,爱因斯坦的狭义相对论为广义相对论奠定了基础,帮助人们更好的理解了“四维时空”等理论,长久以来对人类做出了巨大的贡献。
相对性原理:所有的惯性参考系都是等价的。若一个质量为M的物体相对于参考系K作匀速直线运动,只要第二个参考系K′相对于K作匀速平移运动,则该质量相对于第二个参考系K′亦作匀速直线运动。我们假定一辆火车以速度v前进,火车的中点M处有一光源,在车头有接收器Q,车尾由接收器P,火车所在参考系为K,地面的参考系为K′,火车上的人称为A,地面上的人称为B,并且地面的人站在M′点,在光源发出的时刻,M与M′两点刚好重合。
众所周知,爱因斯坦提出了两条原理,即狭义相对性原理和光速不变原理,爱因斯坦对狭义相对性原理的表述是:物理体系的状。有些学者认为,光速不变原理可以包含在狭义相对性原理之内;相对论时,洛伦兹变换公式是由狭义相对性原理和光速不变原理共同推出的,仅有。狭义相对性原理,没有光速不变原理,又不加入其它假设,是得不到洛伦兹变换公式。因此,爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理作为狭义相对论的基础,是有。
相对论。在狭义相对论中,洛伦兹变换是最基本的关系式,狭义相对论的运动学结论和时空性质,如同时性的相对性、长度收缩、时间延缓、速度变换公式、相对论多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出。质能关系是狭义相对论的最重要的结果。其一,引力现象是物理学研究的广泛课题,而牛顿万有引力定律的表述是超距作用的,它与狭义相对论相抵触,狭义相对论不能处理涉及引力的问题,需要将引力问题纳入而发展相对论的引力论;
由于狭义相对论不能检测静止质量,说明狭义相对论不能使用静止质量、狭义相对论力学不能使用静止质量。因此,万有引力定律不遵守狭义相对性原理、广义相对论证明狭义相对论力学F=dp/dt不能适用于引力,就使狭义相对论不能检验和使用引力质量,就使狭义相对论的质速关系不可验证、就使相对论的质能方程不可验证、就使狭义相对论不能适用于物质世界、就使狭义相对论成为不可验证的神话、就使狭义相对论力学F=dp/dt在物理上不成立。
(参考图2-6-2中间框中的“实验结果”:实线是实验值,虚线是将期望的理论结果值缩小到原来高度的八分之一所画出来与实验值相比较的,它们仍然比实验值大很多!)也就是说,迈克耳孙-莫雷实验没有观察到任何地球和以太之间的相对运动。洛伦兹用他的经典“电子论”解释物理现象,1895年,洛伦兹描述了电磁场中带电粒子所受的洛伦兹力,1896年,洛伦兹成功地解释了由莱顿大学的塞曼发现的原子光谱磁致分裂现象。
爱因斯坦相对论可能要变成绝对论。现代物理学建立在爱因斯坦相对论的基础上,狭义相对论有两条基本原理,一是运动相对性原理,二是光速不变原理,从这两条原理可以得到一个称为洛伦兹变换的规则。在物理学史上,包括迈克尔逊、洛伦茲、彭家勒和马赫等被认为是相对论先驱的物理学大师们都不接受相对论。但如果微观粒子相互作用过程破坏相对性原理,物理学只有一条出路,那就是必须放弃相对性原理,同时保留光速不变原理。
纵观狭义相对论诞生的过程,为狭义相对论做铺垫的是麦克斯韦和迈克尔逊-莫雷实验,几乎摸到了门槛的是洛伦兹和庞加莱,但两者仍然没有打破陈规,死守以太假说,结果与狭义相对论擦肩而过,但不可否认洛伦兹和庞加莱是狭义相对论最大的助力者,甚至爱因斯坦也认为,即使他不推出狭义相对论,那么最长5年后也会有人推出来!如果说狭义相对论是爱因斯坦集众人成就创立,那么广义相对论可是实实在在的爱氏独家!
这两者处理的时空都是平直时空,但是前者认为运动参考系与静止参考系,在坐标刻度上是没有差别的,这等于是认为时空处处是均匀变化的;所以,牛顿力学里的时空是“绝对时空”,无论是在运动参考系还是静止参考系中,对空间距离与时间间隔的测量是不会有任何差别的。狭义相对论与牛顿力学都是建立在惯性参考系的基础上的。牛顿力学与狭义相对论的相对性原理都指出,静止的惯性参考系与运动的惯性参考系是无法被区分的。
(66)[转载]19世纪物理学天空中的两朵乌云。19世纪物理学天空中的两朵乌云之狭义相对论。另一支异军就是爱因斯坦了,在谈爱因斯坦之前首先得讲讲他的妻子米列娃,有人说狭义相对论的发现权当属米列娃而不是爱因斯坦,在我个人看来这种说法有点站不住脚,假如狭义相对论是由米列娃来完成的,那么狭义相对论的后续工作—广义相对论怎么就由爱因斯坦一个人单独来完成呢。1 狭义相对性原理:在所有惯性系中,所有的物理学规律都是一样。
除此之外,物理学家将这种无处不在的“以太”看作绝对惯性系,其它参照系中测量到的光速是以太中光速与观察者所在参照系相对以太参照系的速度的矢量叠加。所以其它参照系中测量到的光速是以太中光速与观察者所在参照系相对以太参照系的速度的矢量叠加。简而言之,就是爱因斯坦在以光速不变原理和狭义相对性原理为基本假设的基础上,以洛伦兹变换为核心提出了狭义相对论,解决了经典力学的危机,并且提出了一种全新的时空观。
1905年,爱因斯坦在“相对性原理”和“光速不变原理”的基础上导出“洛伦兹变换”,建立起相对论(即今天所说的狭义相对论)的大厦。洛伦兹与庞加莱都曾十分接近相对论的发现,但他们都没有认识到“光速不变原理”,没有谈论过、也根本没有想到过“同时”这个概念会是相对的,从而与相对论的发现失之交臂。有几年,爱因斯坦致力于把万有引力定律纳入相对论的框架,几经失败后,他终于认识到,相对论容纳不了万有引力定律。
这个原理叫力学相对性原理,或伽利略相对性原理。狭义相对论为人们提出了一个不同于经典力学的时空观。经典力学认为时空的量度不因惯性系的选择而变,也就是说,时空的量度是绝对的。相对论认为时空的量度也是相对的,不是绝对的,它们将因惯性系的选择而有所不同。X1=k1(X-VT)根据狭义相对论的相对性原理,K和K1是等价的,上面两个等式的形式就应该相同(除正负号外),所以两式中的比例常数k和k1应该相等,即有k=k1。
412222222241xx/cv11/cv1cv/cv1cv/cv11x~x~ii,(cki?时)(20)??????????????????????????????????????412222222241xx/cv11/cv1cv/cv1cv/cv11x~x~ii,(cki??时)(21)如果将(19)式代入(1)式,至此,我们证明了虚时间cti?或t~ci?的存在是洛伦兹变换的一个自然推论。参见(36)式,其基底变换矩阵为???????sinψcosψsinωcosωA,其转置逆阵为????????????????????ω)sin(ψcosωω)sin(ψsinωω)sin(ψcosψω)sin(ψsinψ)(1TA。
质能方程Emc,为何是光速的平方而不是立方呢?原因说来也不难,那时因为质能方程是通过数学推导得来的,归根来说,还是依靠建立狭义相对论的两个基本原理:光速不变原理、狭义相对性原理。因此,为何质能方程中是以光速平方而不是立方啥的,原因就是建立狭义相对论的两条基本原理,因为这是一个因果关系,没有这两条基本原理,就不会有狭义相对论,那自然也就没有质能方程一说。
从洛伦兹变换分析狭义相对论 爱因斯坦的相对论创立至今已历经百年,是现代物理学理论的两大基石之一。如果要代入,必须使函数关系式中的变量取特定的值使其转变为常量等式,即关系式(1)中的t=0和关系式(2)中的t''=0:  ct''=γx=γct (5)  ct=γx''=γct'' (6)  (5)''乘以(6): c2tt''=γ2tt’  所以:γ2=1   这才是正确的变换结果,根本得不到 γ=1/√1-v2/c2。
周 方__爱因斯坦狭义相对论的致命死穴。显然这违背了时空坐标变换的物理法则,致使得出的函数根本就不是‘时空变换的时间变换式’,而且也没有任何物理意义!!爱因斯坦在其理论源头上的这一根本性谬误,就是爱因斯坦狭义相对论的致命死穴!!另外,爱因斯坦采用双向对钟关系式作为他的基本数学模型的框架,就必然导致最终推导出的时空变换只可适用于低于光速的相对运动。关键词 狭义相对论 时空变换 洛伦兹变换 爱因斯坦-洛伦兹变换。
§2狭义相对论的基本假设二.爱因斯坦的狭义相对论基本假设§3同时性的相对性relativityofsimultaneity§6相对论速度变换由洛仑兹坐标变换上面两式之比定义由洛仑兹变换知由上两式得同样得洛仑兹速度变换式逆变换正变换例:设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行,如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体,物体相对飞船速度为0.90c。
本文从惯性参考系的定义入手,分析了构成惯性参考系的条件.进而指出,在光速传递有限性的前提下,牛顿力学设想的惯性参考系根本不存在,因而以惯性参考系为前提的狭义相对性原理也不成立.可是,爱因斯坦的狭义相对论却建立在狭义相对性原理和光速不变原理的基础上,因此说,狭义相对论不仅存在概念错误,而且存在逻辑谬误.广义时空相对论纠正了狭义相对论的概念错误与逻辑谬误,从而使现代物理学又回到辩证唯物主义的时空观之上.
伽利略变换是力学相对论原理的数学描述。同时的相对性:据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间。
接近光速飞行会看到的6个神奇现象,你能理解多少?狭义相对论指出光速是物体运动速度的极限,在速度接近光速时,会有许多神奇的现象发生。也就是说不管你是在路上奔跑,还是乘坐飞船以99%的光速飞行,你所看到(观测到)真空中的光仍然以光速c飞行。根据狭义相对论推导出的时间膨胀公式(下图),运动的物体时间流逝会变慢,速度越接近真空中的光速c,这种变慢的效应越明显。
洛伦兹因子和洛伦兹变换的起源及其物理学意义的分析。<<洛伦兹因子和洛伦兹变换的起源及其物理学意义的分析>>摘要:通过考证洛伦兹因子(Lorentz factor)的起源和其形成过程,揭示了洛伦兹因子和洛伦兹变换(Lorentz transformation)与狭义相对论(Special Relativity)变换方程在物理理论上有本质的区别,首次提出以命名“爱因斯坦变换”或“狭义相对论变换”或“时空变换”的方式来区别这种物理理论的不同内涵。
引发爱因斯坦提出所谓的“狭义相对论”的迈-莫实验的主角迈克尔孙,更是至死都怀疑和厌恶相对论。——今天我们看到1922年11月10日,瑞典科学院给爱因斯坦发出的一份决定授予他“发现光电效应”的物理学诺奖的电报中,明确指出这份诺奖“不考虑你的相对论和重力理论”,显然其中所说的“相对论”是指的“狭义相对论”,而把爱氏所称的“广义相对论”名实相副地称之为“重力理论”。
爱因斯坦与狭义相对论。上回说到,洛伦兹与庞加莱都与狭义相对论擦肩而过,本回说正主——爱因斯坦。不过“相对论”这个词,在爱因斯坦的论文里没有出现过,因为爱因斯坦讨厌这个词,原因是相对论其实没有什么相对性可言。因此狭义相对论版权归属爱因斯坦,而庞加莱则比较遗憾旁落了,究其主要原因,本人认为:庞加莱虽然提出时空对于不同的参考系是不一样的,但是没有告诉人们处在自己的参考系中该怎么思考别人的参考系。
洛伦兹变换实质是什么?洛伦兹时代,物理学家们已经发现一个令人如丧考妣的实验事实:不管怎么测量,从那个方向什么速度的运动参考系下测量,真空光速都不变。但恐怕没有一个物理学家包括洛伦兹自己对这个大补丁是满意的。这个膨胀因子√1-(v/c)2,就是洛伦兹为了对上实验数据绞尽脑汁凑出来的变换公式,在闵可夫斯基几何里就是如此显然的数学结论。不过为了安慰洛伦兹童鞋,物理学界还是慈悲的把这个因子命名为洛伦兹因子。
刘戈登(新西兰):惯性时空理论(照片)本文讨论了狭义相对论的两个基本前提:狭义相对性原理和光速不变原理。作者采用显而易见的惯性系等价原理和狭义完整原理作为新的惯性时空理论的基本前提。新理论避免了有关狭义相对论的基本前提的混淆和争论,使得洛伦兹协变理论有了明确而坚实的基础。这样,为把时空理论从惯性参照系推广到非惯性参照系铺平了道路,而不需要考虑引力。
如何理解狭义相对论的基本原理呢?在低速情况下,不是洛伦兹变换满足伽利略变换,而是伽利略变换是洛伦兹变换的近似。由于伽利略变换的形式更为简洁,并且在低速情况下非常接近于洛伦兹变换,所以我们在日常生活中使用伽利略变换就足够了。根据伽利略变换,如果一辆速度为v的汽车打开前照灯,那么,地面上的观察者会测得汽车灯光的速度为c+v。正是由于理论和实验的证实,爱因斯坦才会把光速不变原理作为狭义相对论的一大基本前提。
爱因斯坦的狭义相对论到底什么意思?通俗的语言来讲,狭义相对论就是建立在两个基本前提下推导出来的理论,这两个前提就是光速不变原理和等效性原理,其中光速不变原理是非常重要的一点,讲的是光速与光源以及光源的运动状态没有关系,它是一个常数,在任何运动状态和参照系下都是光速!当时有好几位物理学界大佬都已经非常接近相对论了,只是没有放弃牛顿的绝对时空观,以至于与相对论擦肩而过,比如说庞加莱,洛伦兹,马赫等人!
二、洛伦兹坐标变换洛伦兹公式是洛伦兹为弥补经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的.洛伦兹是一位理论物理学家,是经典电子论的创始人.坐标系K1(O1,X1,Y1,Z1)以速度V相对于坐标系K(O,X,Y,Z)作匀速直线运动;为了获得确定的变换法则,必须求出常数k,根据光速不变原理,假设光信号在O与O1重合时(T=T1=0)就由重合点沿OX轴前进,那么任一瞬时T(由坐标系K1量度则是T1),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是 X=CT;