相对论中什么是伽利略参照系

作者&投稿:韩月 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么相对论中的伽利略坐标系那里说恒星圆形型运动违反惯性定律~

伽利略-牛顿经典力学的基本定律(称为惯性定律)可以表述如下:以物体在离其它物体足够远时,一直保持静止状态或保持匀速直线运动状态。
这个定律不仅谈到了物体的运动,而且指出了不违反力学原理的、可在力学描述中加以应用的参考物体或坐标系。相对于人眼可见的恒星那样的物体,惯性定律无疑是在相当高的近似程度上能够成立的。现在如果我们使用一个与地球牢固地连接在一起的坐标系,那么,相对于这一坐标系,每一颗恒星在一个天文日当中都要描画一个具有莫大的半径的圆,这个结果与惯性定律的陈述是相反的。因此,如果我们要遵循这个定律,我们就只能参照恒星在其中不做圆周运动的坐标系来参考物体的运动。若一坐标系的运动状态使惯性定律对于该坐标系而言是成立的,该坐标系即称为“伽利略坐标系”。伽利略-牛顿力学诸定律只有对于伽利略坐标系来说才能认为是有效的。

上面最后三节的结果表明,光的传播定律与相对性原理的表面抵触(第7节)是根据这样一种考虑推导出来的,这种考虑从经典力学借用了两个不确当的假设;这两个假设就是:
(1)两事件的时间间隔(时间)与参考物体的运动状况无关。
(2)一刚体上两点的空间间隔(距离)与参考物体的运动
如果我们舍弃这两个假设,第7节中的两难局面就会消失,因为第6节所导出的速度相加定理就失效了,看来真空中光的传播定律与相对性原理是可以相容的,因此就产生这样的问题:我们必须如何修改第6节的论述以便消除这两个基本经验结果之间的表面矛盾,这个问题导致了一个普遍性问题。在第6节的讨论中,我们既要相对于火车又要相对于路基来谈地点和时间,如果我们已知一事件相对于铁路路基的地点和时间,如何求出该事件相对于火车的地点和时间呢?对于这个问题能否想出能使真空中光的传播定律与相对性原理不相抵触的解答,换言之:我们能否设想,在各个事件相对于一个参考物体的地点和时间与各该事件相对于另一个参考物体的地点和时间之间存在着这样一种关系,使得每一条光线无论相对于路基还是相对于火车,它的传播速度都是c呢?这个问题获得了一个十分明确的肯定解答,并且导致了用来把一个事件的空一时量值从一个参考物体变换到另一个参考物体的一个十分明确的变换定律。
在我们讨论这一点之前,我们将先提出需要附带考虑的下列问题。到目前为止,我们仅考虑了沿着路基发生的事件,这个路基在数学上必须假定它起一条直线的作用。如第2节所述,我们可以设想这个参考物体在横向和竖向各予补充一个用杆构成的框架,以便参照这个框架确定任何一处发生的事件的空间位置。同样,我们可以设想火车以速度”继续不断地横亘整个空间行驶着,这样,无论一事件有多远,我们也都能参照另一个框架来确定其空间位置。我们尽可不必考虑这两套框架实际上会不会因固体的不可入性而不断地相互干扰的问题;这样做不致于造成任何根本性的错误,我们可以设想,在每一个这样的框架中,划出三个互相垂直的面,称之为“坐标平面”(在整体上这些坐标平面共同构成一个“坐标系”)。于是,坐标系K对应于路基,坐标系K’对应于火车。一事件无论在何处发生,它在空间中相对于K的位置可以由坐标平面上的三条垂线x,y,z来确定,时间则由一时间量值:来确定,相对于K',此同一事件的空间位置和时间将由相应的量值x',y',z',t'来确定,这些量值与x,y,z,t当然并不是全等的。关于如何将这些量值看作为物理测量的结果,上面己作了详细的叙述。

显然我们面临的问题可以精确地表述如下,若一事件相对于K的x,y,z,t诸量值为何?在选定关系式时,无论是相对于K或是相对于K’,对于同一条光线而言(当然对于每一条光线都必须如此)真空中光的传播定律必须被满足。若这两个坐标系在空间中的相对取向如图2所示,这个问题就可以由下列议程组解出:

这个议程组称为“洛伦兹变换”。
如果我们不根据光的传播定律,而根据旧力学中所隐含的时间和长度具有绝对性的假定,那么我们所得到的就不会是上述方程组,而是如下的方程组:

这个方程组称为“伽利略变换”,在洛伦兹变换方程中,我们如以无穷大值代换光速c,就可以得到伽利略变换方程。
通过下述例示,我们可以很容易地看到,按照洛伦兹变换,无论对于参考物体K还是对于参考物体K’,真空中光的传播定律都是被满足的。例如沿着正x轴发出一个光信号,这个光刺激按照下列方程前进
x=ct
亦即以速度c前进。按照洛伦兹变换方程,x和t之间有了这个简单的关系,则在x’和t’之间当然也存在着一个相应的关系,事实也正是如此:把x的值ct代入洛伦兹变换的第一个和第四个方程中,我们就得到:

这两方程相除,即直接得出下式:
x'=ct'
亦即参照坐标系K’,光的传播应当按照此方程式进行,由此我们看到,光相对于参考物体K’的传播速度同样也是等于c。对于沿着任何其他方向传播的光线我们也得到同样的结果。当然,这一点是不足为厅的,因为洛伦兹变换议程就是依据这个观点推导出来的。

在自然界中发生的任何一件事,都称为一个事件,例如一次爆炸,一道光发出,一个声响,一个物体运动到某个位置等。相对论中我们所关心的不是一个事件的具体内容,而是事件发生的地点和时间。

为了确定一个事件发生的地点的时间,必须建立一个参照系,并在该参照系中建立一个与参照系保持相对静止的坐标系,这样事件发生的地点即可以用这一地点所对应的位置坐标来表示。为了测量事件发生的时间,还需要在该参照系中有一个钟。伽利略变换描述从两个相对作匀速直线运动的参照系测量同一事件发生的地点(位置坐标)和时间,得到的两种测量结果之间的关系。

伽利略参照系就是惯性参照系。惯性参照系的定义是:牛顿运动定律能成立的参照系叫惯性系。一般建立在太阳中心为原点指向任一恒星的直线为坐标轴的参照系。

其实就是相对运动的参照系了

就像坐车的时候,我们说车动了 也可以说窗外的树木动了 如果说车动了 就是以车作为参照系


谁能简述一下狭义相对论的物理意义
狭义相对论(Special Relativity)是主要由爱因斯坦创立的时空理论,是对牛顿时空观的改造。伽利略变换与电磁学理论的不自洽到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...

相对论原文
因为它对加速度的抵抗更强。结论是,引力场中物体的加速度与其质量无关。伽利略是第一个注意到此现象的人。重要的是你应该明白,引力场中所有的物体“以同一速度下落”是(经典力学中)惯性质量和引力质量等同的结果。 现在我们关注一下“下落”这个表述。物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场。两个...

爱因斯坦的相对论
狭义相对论中的质量:一个物体所具有的总能量。 狭义相对论的定义是用劳仑兹变换代替了古典力学的伽利略变换。 (见马克士威方程组的电磁)。 光速不变原理 光速不变原理是狭义相对论的两个基础公设之一,在狭义相对论之中,指的是无论在何种惯性参照系中观察,光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数,不随...

有谁能为我讲一下相对论?
在牛顿的绝对空间、绝对时间以及伽利略的旧的相对性原理框架中,只有以无限速度运动的物体,在相对匀速运动的坐标系中才具有相同的速度,即无限速度。而牛顿的万有引力认为是以无限速度传递的,所以在麦克斯韦之前,牛顿物理学被认为是自洽的,而电磁波是以有限速度传播的,在旧的相对论框架中,它的速度会因坐标系的选取而...

什么是广义相对论
19世纪末由于牛顿力学和(苏格兰数学家)麦克斯韦(1831~1879年)电磁理论趋于完善,一些物理学家认为“物理学的发展实际上已经结束”,但当人们运用伽利略变换解释光的传播等问题时,发现一系列尖锐矛盾,对经典时空观产生疑问。爱因斯坦对这些问题,提出物理学中新的时空观,建立了可与光速相比拟的高速运动物体的规律,创立相对论...

空间和时间的相对论时空
20世纪初,爱因斯坦提出了狭义相对论,扩展了伽利略相对性原理,不仅要求力学规律在不同惯性参考系(惯性系)中具有同样形式,而且要求其他物理规律在不同惯性系中也具有同样的形式。爱因斯坦还假定在不同惯性参考系中单程光速C是不变的。据此,不同惯性系的空间坐标和时间坐标之间不再遵从伽利略变换,而是...

爱因斯坦是怎么提出相对论的?
至此,广义相对论的基本问题都解决了,广义相对论诞生了.1916年,爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》,在这篇文章中,爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理,并进一步表述了广义相对性原理:物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照...

相对论讲了什么,为什么很多人无法理解?
当今高考数学140的水平吧),你完全可以在没有学过相对论的情况下,仅仅基于“所有惯性系中的光速都相同”和“绝对时空观(伽利略变换)错了,不同参考系下,长度和时间都不是不变的。”这两句话,推导出包括洛伦兹变换和E=mc^2在内的所有狭义相对论结论。具体推导可见各种课本。

爱因斯坦相对论内容
相对论是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦创立,依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等...

广义相对论是什么?
伽利略是第一个注意到此现象的人。重要的是你应该明白,引力场中所有的物体“以同一加速度下落”是(经典力学中)惯性质量和引力质量等同的结果。 现在我们关注一下“下落”这个表述。物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场。两个物体在所有相同的引力场中的加速度相同。不论是月亮的还是...

滨海县13511423302: 相对论中什么是伽利略参照系 -
邲乖复方: 其实就是相对运动的参照系了 就像坐车的时候,我们说车动了 也可以说窗外的树木动了 如果说车动了 就是以车作为参照系

滨海县13511423302: 相对论中什么是伽利略参照系
邲乖复方: 伽利略参照系就是惯性参照系.惯性参照系的定义是:牛顿运动定律能成立的参照系叫惯性系.一般建立在太阳中心为原点指向任一恒星的直线为坐标轴的参照系.

滨海县13511423302: 什么是伽利略的相对性原理 -
邲乖复方: 在发现惯性定律的基础上,伽利略提出了相对性原理:力学规律在所有惯性坐标系中是等价的.力学过程对于静止的惯性系和运动的惯性系是完全相同的.换句话说,在一系统内部所作任何力学的实验都不能够决定一惯性系统是在静止状态还是...

滨海县13511423302: 伽利略系是什么啊
邲乖复方:伽利略-牛顿力学的基本定律(称为惯性定律) 可以表述如下:以物体在离其它物体足够远时,一直保持静止状态或保持匀速直线运动状态.这个定律不仅谈到了物体的运动,而且指出了不违反力学原理的、可在力学描述中加以应用的参考物体...

滨海县13511423302: 谁能给我讲一下伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理,还有非惯性系和惯性力的关系! -
邲乖复方:[答案] 在发现惯性定律的基础上,伽利略提出了相对性原理:力学规律在所有惯性坐标系中是等价的.力学过程对于静止的惯性系和运动的惯性系是完全相同的.换句话说,在一系统内部所作任何力学的实验都不能够决定一惯性系统是在静止状态还是在作等...

滨海县13511423302: 什么是伽利略变换? 什么是洛伦兹变换? -
邲乖复方: 伽利略变换是经典力学中用以在两个只以均速相对移动的参考系之间变换的方法,属于一种被动态变换.伽利略变换明显成立的公式在物体以接近光速运动时、亦或者是电磁过程不会成立,这是相对论效应造成的. 洛伦兹变换(Lorentz ...

滨海县13511423302: 什么是相对论? -
邲乖复方: 第一部分 狭义相对论 1.几何命题的物理意义 2.坐标系 3.经典力学中的空间和时间 4.伽利略坐标系 5.狭义相对性原理 6.经典力学中所用到的速度相加原理 7.光的传播定律与相对性原理的表面抵触 8.物理学的时间观 9.同时性的相对性 10.距离概念...

滨海县13511423302: 什么是<相对论>? -
邲乖复方: 狭义相对论基本原理物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动.也就是说,运动必须有一个参...

滨海县13511423302: 相对论简述 -
邲乖复方: 相对论(Relativity)的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无大质量物体扭曲时空改变物体行进方向 关.狭义相对论(Special Relativity)和广义相对论(General Relativity)的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯...

滨海县13511423302: 介绍相对论 详细
邲乖复方: 狭义相对论(Special Relativity)是主要由爱因斯坦创立的时空理论,是对牛顿时空观的改造.伽利略变换与电磁学理论的不自洽到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...

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网