空间和参考系是什么关系?

作者&投稿:訾胥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
参考系和参考平面有什么区别呢?~

参考面是参考系的一个组成部分。有平面参考系oxy,有空间参考系XYZ。物体在参考系中,可以从平面上讨论问题,也可以从一个点来讨论问题,(即在坐标轴内),所以又有参考平面之分。

空间和时间是事物之间的一种次序。空间用以描述物体的位形;时间用以描述事件之间的先后顺序。空间和时间的物理性质主要通过它们与物体运动的各种联系而表现出来。 在物理学中,对空间和时间的认识可以分为三个阶段:经典力学阶段、狭义相对论阶段及广义相对论阶段。 在经典力学中,空间和时间的本性被认为是与任何物体及运动无关的,存在着绝对空间和绝对时间。牛顿在《自然哲学的数学原理》中说:“绝对空间,就其本性来说,与任何外在的情况无关。始终保持着相似和不变”“绝对的、纯粹的数学的时间,就其本性来说均匀地流逝,而与任何外在的情况无关”。 另一方面,物体的运动性质和规律,却与采用怎样的空间和时间来度量它有着密切的关系。相对于绝对空间的静止或运动,才是绝对的静止或运动。只有以绝对空间作为度量运动的参照系,或者以其他作绝对匀速运动的物体为参照物,惯性定律才成立。即不受外力作用的物体,或者总保持静止,或者总保持匀速运动。这一类特殊的参照系,被称为惯性参照系。 任何两个不同的惯性参照系的空间和时间量之间满足伽利略变换。在这种变换下,位置、速度是相对的,即相对于不同参照系其数值是不同的:长度、时间间隔是绝对的,即相对于不同参照系其数值是不变的,同时性也是绝对的。相对于某一惯性参照系同时发生的两个事件,相对于其他的惯性参照系也必定是同时的。另外,牛顿力学规律在伽利略变换下保持形式不变,这一点符合伽利略相对性原理的要求。 正是这个相对性原理,构成了对牛顿的绝对空间概念的怀疑的起点。如果存在绝对空间,则物体相对于这个绝对空间的运动就应当是可以测量的,这相当于要求在某些运动定律中含有绝对速度。然而,相对性原理要求物体的运动规律中必定不含有绝对速度,亦即绝对速度在原则上是无法测定的。莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,指出过,没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。 爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出狭义相对论的相对性原理,即不但要求在不同惯性参照系中力学规律具有同样形式,而且其他物理规律也应如此。 在狭义相对论中,不同惯性系的空间和时间之间遵从洛伦兹变换。根据这种变换,同时性不再是绝对的,相对于某一参照系为同时发生的两个事件,相对于另一参照系可能并不同时发生。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢,光速在狭义相对论中是绝对量,相对于任何惯性参照系光速都是c。 经典力学和狭义相对论都认为一个惯性参照系可以适用于整个宇宙,或至少一个大的范围。相对于某一个惯性参照系,宇宙中任何范围中的物体运动都遵从惯性定律。 爱因斯坦在广义相对论中指出,如果考虑到物体的万有引力,一个惯性参照系只能适用于一个非常局部的范围,不可能适用于大的范围,或全宇宙。如果对于描写一个局部范围中的物体来说,某一参照系是惯性的那么对其他范围中的物体运动而言,它一般就不再是惯性的。 为了描写在一个大范围中的运动,对不同局部范围要用不同的惯性参照系。物体之间的引力的作用,就在于决定各个局部惯性系之间的联系。 用几何的语言来说,各个不同的局部范围的惯性参照系之间的关系,可以通过时空曲率来规定。引力的作用就在于使空时变成弯曲的,而不再是经典力学中的无限延伸的欧几里得几何的绝对空间,也不再是经典力学中的无限延伸的闵可夫斯基空间。 总之,在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的。一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。 量子论的发展,对时间概念提出了更根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。所以,除非一个体系的过去状态是已经被记录到了这种情况以外,不能认为体系的历史是独立于现今的选择,而存在于过去的时间中的。 这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖现在的。另外,量子论还表明,在10厘米、10秒这样小的时空尺度中,描写事件顺序的“前”“后”概念将失去意义。 因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合用的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。

参考系(参照系)就是描述一系统在空间中运动的参考座标系统。 机械运动所研究的是物体的位置变动,而这种位置变动只有相对于特定的物体或者物体系而言才有意义。而这种特定的物体或物体系就叫做参照物,与之相固连的三维空间叫作参照空间。在参照空间内研究物体的运动还需要一组与三维空间相固连的坐标与与之对应的用来确定物体位置的坐标。除此之外,还要有一个用于计时的钟。我们将参照物,参照空间与钟统称参照系。但是通常习惯下只将参照物称为参照系。而参照空间与钟为不特别指出而默认的辅助参照系。总之,在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的。一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。 量子论的发展,对时间概念提出了更根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。所以,除非一个体系的过去状态是已经被记录到了这种情况以外,不能认为体系的历史是独立于现今的选择,而存在于过去的时间中的。机械运动所研究的是物体的位置变动,而这种位置变动只有相对于特定的物体或者物体系而言才有意义。而这种特定的物体或物体系就叫做参照物,与之相固连的三维空间叫作参照空间。在参照空间内研究物体的运动还需要一组与三维空间相固连的坐标与与之对应的用来确定物体位置的坐标。除此之外,还要有一个用于计时的钟。我们将参照物,参照空间与钟统称参照系。但是通常习惯下只将参照物称为参照系。而参照空间与钟为不特别指出而默认的辅助参照系。



空间至少满足:  1、3维平移对称。  2、3维旋转对称。  3、彭加莱对称(非齐次洛沦兹群),或称3+1维双曲旋转对称。  这些对称性均为连续对称性,且,在点的邻域上总满足一致性。所谓连续对称,通俗的说,就是若有一质点发生任意小的移动,与该移动有关的物理性质不变,等价于没有移动。更技术化的说法是,若质点移动任意小的距离,测量不到与之有关的性质发生变化,则其上存在一个连续对称性。  这就意味着,任意质点没有绝对位置,只有相对位置,至少需要两个质点,才能把其中一个点作为参考谈论另一个质点的位置。如果全宇宙只有一个质点,那么它在空间中移动任意距离等价于没移动。



参照系,又称参照物,物理学名词,指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系。根据牛顿力学定律在参考系中是否成立这一点,可把参考系分为惯性系和非惯性系两类。 参考系的选择是任意的,但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则,研究地面上物体的运动常选择地面为参考系。 一般题目未注明,参照系就是地面。 参考系的选择 1.事先假定参考系不动。 2.选择不同的参考系,结果会有所不同。 3.参考系的选取可以是任意的。 4.要在同一参考系中。



光在真空中的速度是每秒三十万公里,如果换了参考系,再地球上,以地面为参照物那么光速就应该是比真空中慢的,比如在地球上打手电筒它的光速就慢了,因为有空气,个种微观粒子的阻碍。

参考系是用来定位的,不同的参考系定位的空间就不一样


坐标系与坐标框架之间的关系
包含的关系。坐标系包括坐标原点和坐标框架,选择坐标原点就是选择参考系。选择坐标框架就是选择测量单位,两者都离不开观察者的参与。

爱因斯坦相对论中关于时间的相对性是不是空间扭曲造成的?
由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。 5 狭义相对论效应2 由以上陈述可知,钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说,时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的...

高中物理高考关于直线运动公式及相关要点
参考系:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体,叫做参考系。(说明):1.研究某一物体的运动时,必须选择一参考系 2.同一物体选取不同的参考系,运动状态可能不同 3.参考系的选取是任意的,但应使物体和运动尽可能简单 变速直线运动:如果运动物体在相等的时间内通过的路程不相等,那么...

什么是“相对论”?
根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关,只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体...

时间的特征是什么?
不管选用什么样的参考系,同时性都是唯一的,因为在同一时刻物质的相对空间位置是唯一的。5、时间的均匀:由于物质世界的普遍联系,每一事物时时刻刻都受到周围其它事物的作用,它的运动也就时时刻刻在发生着变化,绝对均匀的运动在宇宙中可能是不存在的。但是日常所说的时间只是人们规定的一种计时标准,...

是什么决定了两个参考系在相对速度下如何相互作用的呢?
你问是什么决定了两个参考系在相对速度下如何相互作用。这就是狭义相对论的公式,因为这种情况下没有加速度,即物体以恒定的速度远离。我觉得你想问的是"为什么我们说一个参考系变慢了,而我们可以说另一个参考系变快了?“一个原因是,通常相对论认为实验是荒谬的,人们试图用地球作为一个参考系,使...

爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论的内容是什么?如何阐述时间与空间的关...
更无从感知速度的大小,因为没有参考。比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理:狭义相对性原理。其内容是:惯性系之间完全等价,不可区分。著名的麦克尔逊--莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论。也就...

速度在相对静止与平动参考系之间变换的关系表达式是什么?
V绝对=V相对+V牵连 牵连速度,又称动点的牵连速度,即指定瞬时动系上与动点相重合之点(牵连点)的速度。亦称点的复合运动.质点简单运动的复合,即动点相对固定坐标系的运动、相对运动坐标系的运动以及运动坐标系本身的运动三者存在关系,通过相对运动和运动坐标系的运动来求质点相对固定坐标系的运动称为...

关于狭义相对论中导出时间量度和参考系相对速度之间关系的疑问_百度知 ...
S'移动时,从S看光在运动方向上经过的距离2l已经缩短(狭义相对论效应).貌似受到了S'坐标系的惯性影响. 当然S看S'坐标系中的时间也变慢了.

有关时间的问题?真的有时间吗?
更无从感知速度的大小,因为没有参考。比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理:狭义相对性原理。其内容是:惯性系之间完全等价,不可区分。著名的麦克尔逊·莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论。也就...

东阿县17169465588: 空间的科学定义是什么? -
尤界产灵: 物理学上的空间解释:惯性参考系与空间是静止的,无论参考系如何运动,包括变速,都不会改变惯性参考系与空间的静止状态.或说惯性参考系与空间是一起运动.数学上的解释是:数学上的原点与X、Y、Z三轴之间共同构成的关系,坐标 ,坐标传送.经典物理学的解释:宇宙中物质实体之外的部分称为空间.相对物理学的解释:宇宙物质实体运动所发生的部分称为空间.航天术语:外层空间简称空间、外空或太空.

东阿县17169465588: 参照系什么意思? -
尤界产灵: 参照物是一个物体且该物体视为一个点时,该物体不能构成一个参考系.但是多个参照物组成物体系可以构成参考系.参照物如果是较大的物体且不能视为点时,此时它确定了一个空间且空间能延伸,此时物体可以构成参考系,以下举例说明. ...

东阿县17169465588: 什么是参照系 -
尤界产灵: 参照系 又称“参考系”,“参照物”.为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系.如果物体相对于参照系的位置在变化,则表明物体相对于该参照系在运动;如果物体相对于参照系的位置不变,则表明物体相对于该参...

东阿县17169465588: 参照物,参考系,惯性参考系区别是什么? -
尤界产灵: 参照物真正意义上的是参考空间. 参考系是参考空间加参考时间,组成的三维空间加上时间轴,也就是四维的参照体系. 惯性参考系是指牛顿提出的理想的绝对静止的参考系,实际上并不存在,平时用的只是作为近似考虑.

东阿县17169465588: 什么是参考系和坐标系 -
尤界产灵: 参考系是排除你所要研究的物体,其它的任一物体.坐标系分为平面坐标系跟立体坐标系.平面坐标系分为X轴Y轴,X轴横Y轴竖,两者垂直在同一平面.

东阿县17169465588: 物理——相对论,请专家回答 -
尤界产灵: 近代物理,时间和空间的关系,物质和能量的关系.参考系是最重要的,这也是比经典力学先进的地方,这里的参考系除空间的三个坐标,还把时间也作为一个坐标.不同参考系不但空间位置不同,时间也是不具有可比性.数学知识不是很多,主要是打破常规思维的能力.

东阿县17169465588: 参照系与坐标系 -
尤界产灵: 虽然时间和空间是描述物体运动的两个重要参数,但是,仅凭它们是不足以说明物体在空间的位置随时间的变动情况的,这种描述只具有相对意义. 参照系和坐标系是描述物体运动的又一组基本要素.参照系是描述物体运动的基本条件,坐标系...

东阿县17169465588: 为什么相对论说时间和空间是相对的我是个物理爱好者 我想知道时间和空间的关系 -
尤界产灵:[答案] 相对论中的尺缩短、钟变慢的效应可能和你说的问题相关.大概的意思就是一个参考系内的空间间隔大小和时间间隔大小都不是绝对的,只是在这个参考系下的测量结果.换一个相对于该参考系运动的系,这些量都会改变. 相对论是建立在光速不变等物...

东阿县17169465588: 空间和时间的关系! -
尤界产灵: 在经典运动学中参考系的选取对观测同一件事的时间间隔长短无影响,但在相对论中参考系的选取对同一件事件观测的时间间隔有影响.因为飞机远远小于光速,讨论这个问题就可以选用经典运动学解释,除非你非要钻牛角.我想先从一个事实引入此问题.一氢气球在无风条件下上升到高空,会保持和上升时的地面在同一竖直直线上,也就是相对地面静止,说明单是自转对不远离地球表面的物体无影响.如果有水平位移的话,只受重力、阻力和其他气流影响,自转依然不会影响飞行当中的气球,这是可以等效的,飞机也如此.高空当中依然有惯性,惯性并非和空气有关,只是空气和惯性具有相同自转速度不影响飞机飞行.但是会有其他因素的影响,与空气构造有关.

东阿县17169465588: 相对论中"时间与空间的相对性"是什么意思? -
尤界产灵: 就是表明,“不存在对于时间和空间的绝对测量结果”.因为参考系是可以任意选取的,所以各个参考系之间应该是完全平等的,没有哪个会显得更优越.而不同的参考系之间,对于时间和空间的测量结果是不同的,我们可能在一个参考系中看见一个事件持续了2秒,而在另一个参考系之中看见它只持续了1秒;又或者我们在一个参考系中测量某个物体长度是5米,而另一个参考系之中测出来它只有1米,都是有可能的.

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