爱因斯坦的相对论是通过他做了大量的实验得出来的,还是通过他的想象得出来的?爱因斯坦是一位理论物理学家,而不是实验物理学家,他在创立相对论的过程中,并没有做过什么具体的实验,思想实验倒是有。不过,相对论也不是爱因斯坦凭空创立的,而是有着相应的时代背景。由于引力无法纳入狭义相对论的框架,并且狭义相对论只能在惯性参照系中使用,所以爱因斯坦决定构建一种适用范围更为广泛的理论——广义相对论。
爱因斯坦的相对论是他做大量实验得出来的,还是想象出来的?光速不变原理原理在求解麦克斯韦方程组中得到的,并由迈克尔逊-莫雷实验证明,爱因斯坦以光速不变原理为基础,推导出了著名的狭义相对论,包含四个方程式,其中一个就是洛伦兹变换!于是爱因斯坦大胆假想了他的广义相对论,同样基于两个原理:引力和加速度等效,引力的本质是时空弯曲!
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;
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。
光速是能量和信息传播的极限速度,是假设还是经过论证的理论?即是说,在现有理论框架下,以一批假设为基础,在现有理论中不能证明假设,只能靠实验去证实。一旦一个先前的理论被证伪,就会有新的理论出现,此时新的理论就有可能有能力去证明过去理论的基本假设。而光速是能量和信息传播的极限速度是据此导出的推论。光速不变是狭义相对论的基本假设之一,而狭义相对论现在一般认为是成功的理论,所以可以认为光速不变是对的。
§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.
洛伦兹变换确实只适用于惯性系,但狭义相对论适用于所有参考系。甚至,洛伦兹变换也适用于惯性系中的非惯性观者,比如加速度的变换(不过这点在笔者看来尚存疑惑,既然是惯性系那么就是惯性观者组成的参考系,即类时测地线汇。狭义相对论和广相的区别在于狭义相对论只适用于闵式时空,而广相适用于包括闵式时空在内的所有伪黎曼空间。这个错误在于,广义相对论中并没有时空曲率这一物理量,有的是黎曼曲率张量及其派生张量和标量。
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。
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。
所以,狭义相对论与经典力学并不矛盾,狭义相对论将经典力学扩展到了宏观物体在一切运动速度下的普遍情况,经典力学只是相对论在低速时(v远小于c)的近似情况。爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论(一种新的平直时空理论),出发点是两条基本假设:狭义相对性原理和光速不变原理。狭义相对论已经成为现代物理理论的基础之一:一切微观物理理论(如基本粒子理论)和宏观引力理论(如广义相对论)都满足狭义相对论的要求。
对相同情况下,波源相对介质运动和接收器相对介质运动的运动效果并不相同,即当情况(1)和(2)中波源、接收器的相对介质速度相同(u=-v)时,(1)和(2)的频率变化并不一定相同,但动点的频率始终为:f动=f静(c-u)/c电磁波在介质中传播与机械波的多普勒效应没什么不同,而真空电磁波是一种无介质波动,考虑它的相速度时不能像声波那样,相对于传播介质始终为恒定速度,从而就可以找到一个恒量声波多普勒效应的恒定量。
广义相对论和狭义相对论有什么区别?狭义相对论和广义相对的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。狭义相对论的基本原理一、在任何惯性参考系中,自然规律都相同,称为相对性原理。广义相对论基本原理1、广义相对论原理,即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。
广义相对论中的局部光速不变原理。光速不变原理,亦即“任何两个彼此相互运动的惯性参照系之光速恒相等,同。光源的运动情况无关”是狭义相对论的基本假设,是爱因斯坦建立狭义相对论的基础。广义相对论继承了狭义相对论中‘光速不变’的基本假设,但把其适用范围缩小到。狭义相对论不成立,也不存在惯性参照系;”我们讲过,在狭义相对论中,若采用惯性参照系并采用直角坐标系,则时空中两事件之间的时-空间隔可表示为。
狭义相对论。洛仑兹变换是描述狭义相对论空间中各参考系间关系的变换。狭义相对论的两条原理 1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论的奠基性论文《论运动物体的电动力学》。大狭义相对论中,虽然出现了用牛顿力学观点完全不能理解的结论:空间和时间随物质运动而变化,质量随运动而变化,质量和能量的相互转化,但是狭义相对论并不是完全和牛顿力学割裂的,当运动速度远低于光速的时候,狭义相对论的结论和牛顿力学就不会有什么区别。
因此,出现了多种对狭义相对论的理解,无论是哪一种理解,对解决“孪生子佯谬”之争都不能令人满意,也就是要在狭义相对论的框架内解决这一问题是不可能的,而超出该范围也未见很好的解决方案。那为什么在狭义相对论体系里两个参考系的观察者都认为对方的钟比自己的钟走得更慢,这是因为狭义相对论没有给出“时间”的本质的定义,只把它理解为“事件”发生之间的间隔,然后把这种间隔通过不同参考系测量联系起来。
中微子超光速中微子超光速发布时间: 2011-10-14 | 9月23日,欧洲核子研究中心OPERA项目研究人员向媒体披露,他们在实验中观测发现中微子的速度超过光速。OPERA实验探测来自欧洲核子研究中心CERN的中微子,其物理目标是直接寻找从缪中微子到陶中微子的振荡。中微子会比光速还快,这个想法太不同寻常,连OPERA实验的科学家也不敢贸然做出猜测。中微子有3种类型,即电子中微子、μ中微子(缪中微子)和τ中微子(陶中微子)。
为什么光速不变?“对于大于光速的速度,我们的讨论就变得毫无疑义了;在以后的讨论中,我们会发现,光速在我们的物理理论中扮演着无限大速度的角色。”“由此,当υ=V时,W就变成无限大。正像我们以前的结果一样,超光速的速度没有存在的可能。”这时需要引进洛仑兹变对称性,它的基本意思是这样的,一个物理定律对不同的惯性系都有不变的形式结构,同时在不同的惯性系看来光速是不变量。狭义相对论的自洽基础就是光速恒定。
将一个以惯性运动的物体作为参照物原点建立的参照系,有一个专门的名称:惯性参照系。当然,这些参照系必须是惯性参照系,这点老麦理论考虑到了。而电磁波速是麦克斯韦理论的一个常数,适合于一切惯性参照系,这样,电磁波的速度就在所有的惯性参照系当中被测量出完全相同的速度值了。狭义相对论所适用的伽利略惯性参照系(就是那种不受外力作用的参照系),在现实中是根本不存在的,狭义相对论不可能适合于现实当中。
物理学史和物理方法。(英国)牛顿:三大定律、万有引力定律;“同时是相对的”是指相隔一定距离发生的两件事,在一个参考系中观测是同时发生的,在相对于此参考系运动的另一个参考系中观测就可能不是同时发生的,如“运动时钟的变慢”,“动棒缩短”,对时间和空间的量度的相对性和相互联系的认识是相对论时空观的主要支点,建立了狭义相对论;狭义相对论与量子理论、统计物理等一起开创了现代物理学的新纪元。
在爱因斯坦发表《狭义相对论》之前就有光速不变的思想和洛伦兹变换了,那么狭义相对论的出世也并不会太远。可以说,没有爱因斯坦,狭义相对论也会在1905年之后的几年内被其他人发表,但是广义相对论就完全不同了!而爱因斯坦在随后发现:自己的《狭义相对论》并不能解释引力和非惯性系(加速体系),所以就开动了自己大脑,做了个思想实验,并把相对论拓展到解释引力的本质和非惯性系。
为什么有个相对论?在那个世纪之交,寻找以太实验的彻底失败,使物理学界处于一片混乱中,一些物理学家提出种种解释,其中最著名的就是爱尔兰物理学家洛仑兹和荷兰物理学家菲兹杰若提出的“物体收缩假设”,他们认为,任何相对以太运动的物体都可能因为以太风压缩而变短,而这种缩短抵消了以太风所产生的效应,但因为在物体运动时,测量物体长短的尺子与被测量的物体在同步收缩,所以我们根本无法测量这种物体收缩效应。