相对论中的三个效应是什么

作者&投稿:纵田 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
独立相对论的三个效应是什么?简要的进行论述~

爱因斯坦狭义相对论 相对论是20世纪物理学史上最重大的成就之一,它包括狭义相对论和广义相对论两个部分,狭义相对论变革了从牛顿以来形成的时空概念,提示了时间与空间的统一性和相对性,建立了新的时空观。广义相对论把相对原理推广到非惯性参照系和弯曲空间,从而建立了新的引力理论。在相对论的建立过程中,爱因斯坦起了主要的作用。 爱因斯坦是美籍德国物理学家。1914年任德国威廉皇帝物理研究所所长和普鲁士科学院院士,1933年因遭纳粹政权迫害迁往美国,任普林斯顿高等研究院主任。1905睥,在他26岁时,法文科学杂志《物理年鉴》刊登了他的一篇论文《论运动物体的电动力学》,这篇论文是关于相对论的第一篇论文,它相当全面地论述了狭义相对论,解决了从19世纪中期开始,许多物理学家都未能解决的有关电动力学以及力学和电动力学结合的问题。 提起狭义相对论,很多人马上就想到钟表慢走和尺子缩短现象。许多科学幻想作品用它作题材,描写一个人坐火箭遨游太空回来以后,发现自己还很年轻,而孙子已经变成了老头。其实,钟表慢走和尺子缩短只是狭义相对论的几个结论之一,它是指物体高速运动的时候,运动物体上的时钟变慢了,尺子变短了。钟表慢走和尺子缩短现象就是时间和空间随物质运动而变化的结果。狭义相对论还有一个质量随运动速度而增加的结论。实验中发现,高速运动的电子的质量比静止的电子的质量大。 狭义相对论最重要的结论是使质量守恒失去了独立性。它和能量守恒原理融合在一起,质量和能量可以互相转化。如果物质质量是M,光速是C,它所含有的能量是E,那么E=MC 2。这个公式只说明质量是M的物体所蕴藏的全部能量,并不等于都可以释放出来,在核反应中消失的质量就按这个公式转化成能量释放出来。按这个公式,1克质量相当于9*10 3焦耳的能量。这个质能转化和守恒原理就是利用原子能的理论基础。 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。 几十年来的历史发展证明,狭义相对论大大推动了科学进程,成为现代物理学的基本理论之一。 爱因斯坦于1922年12月有4日,在日本京都大学作的题为《我是怎样创立相对论的?》的演讲中,说明了他关于相对论想法的产生和发展过程。他说:“关于我是怎样建立相对论概念这个问题,不太好讲。我的思想曾受到那么多神秘而复杂的事物的启发,每种思想的影响,在生活幸福论概念的发展过程中的不同阶段都不一样……我第一次产生发展相对论的念头是在17年前,我说不准这个想法来自何处,但是我肯定,它包含在运动物体光学性质问题中,光通过以大海洋传播,地球在以太中运动,换句话说,即以太阳对地球运动。我试图在物理文献中寻找以太流动的明显的实验证据,蓝天是没有成功。随后,我想亲自证明以太相对地球的运动,或者说证明地球的运动。当我首次想到这个问题的时候,我不怀疑以太的存在或者地球通过以太的运动。”于是,他设想了一个使用两个热电偶进行的实验:设置一些反光镜,以使从单个光源发出的光在两个不同的方向被反射,一束光平行于地球的运动方向且同向,另一束光逆向而行。如果想象在两个反射光束间的能量差的话,就能用两个热电偶测出产生的热量差。虽然这个实验的想法与迈克尔逊实验非常相似,但是他没有得出结果。 爱因斯坦说:他最初考虑这个问题时,正是学生时代,当时他已经知道了迈克尔逊实验的奇妙结果,他很快就得出结论:如果相信迈克尔逊的零结果,那么关于地球相对以太运动的想法就是错误的。他说道:“这是引导我走向狭义相对论的第一条途径。自那以后,我开始相信,虽然地球围绕太阳转动,但是,地球运动不可能通过任何光学实验探测太阳转动,但是,地球的运动不可能通过任何光学实验探测出来。” 爱因斯坦有机会读了洛伦兹在1895年发表的论文,他讨论并完满解决了u/c的高次项(u为运动物体的速度,c为光速)。然后爱因斯坦试图假定洛伦兹电子方程在真空参照系中有效,也应该在运动物体的参照系中有效,去讲座菲索实验。在那时,爱因斯坦坚信,麦克斯韦-洛伦兹的电动力学方程是正确的。进而这些议程在运动物体参照系中有效的假设导致了光速不变的概念。然而这与经典和学中速度相加原理相违背。 为什么这两个概念互相矛盾。爱因斯坦为了解释它,花了差不多一年的时间试图去修改洛伦兹理论。一个偶然的机会。他在一个朋友的帮助下解决了这一问题。爱因斯坦去问他并交谈讨论了这个困难问题的各个方面,突然爱因斯坦找到了解决所有的困难的办法。他说:“我在五周时间里完成了狭义相对论原理。” 爱因斯坦的理论否定了以太概念,肯定了电磁场是一种独立的、物质存在的特殊形式,并对空间、时间的概念进行了深刻的分析,从而建立了新的时空关系。他1905年的论文被世界公认为第一篇关于相对论的论文,他则是第一位真正的相对论物理学家。

三维证明:
(一)由实验总结出的公理,无法证明.
(二)洛仑兹变换:
设(x,y,z,t)所在坐标系(A系)静止,(X,Y,Z,T)所在坐标系(B系)速度为u,且沿x轴正向.在A系原点处,x=0,B系中A原点的坐标为X=-uT,即X+uT=0.可令x=k(X+uT),(1).又因在惯性系内的各点位置是等价的,因此k是与u有关的常数(广义相对论中,由于时空弯曲,各点不再等价,因此k不再是常数.)同理,B系中的原点处有X=K(x-ut),由相对性原理知,两个惯性系等价,除速度反向外,两式应取相同的形式,即k=K.故有X=k(x-ut),(2).对于y,z,Y,Z皆与速度无关,可得Y=y,(3).Z=z(4).将(2)代入(1)可得:x=k^2(x-ut)+kuT,即T=kt+((1-k^2)/(ku))x,(5).(1)(2)(3)(4)(5)满足相对性原理,要确定k需用光速不变原理.当两系的原点重合时,由重合点发出一光信号,则对两系分别有x=ct,X=cT.代入(1)(2)式得:ct=kT(c+u),cT=kt(c-u).两式相乘消去t和T得:k=1/sqr(1-u^2/c^2)=γ.将γ反代入(2)(5)式得坐标变换:
X=γ(x-ut)
Y=y
Z=z
T=γ(t-ux/c^2)
(三)速度变换:
V(x)=dX/dT=γ(dx-ut)/(γ(dt-udx/c^2))
=(dx/dt-u)/(1-(dx/dt)u/c^2)

狭义相对论的三个效应是:运动尺度缩短,运动时钟延迟,同时的相对性。

狭义相对论统一了时空一体的观念,但并未将非惯性系纳入其中,未解决引力问题。

1907年,爱氏又提出了广义相对论基本原理,经过不断丰富和充实(主要是结合发展了黎曼几何),于1915年完成创建,并于翌年发表了《广义相对论基础》。

广义相对论是关于引力的理论,在狭义相对论的基础上,进一步论证了时空结构同物质分布的关系,指出万有引力是由物质存在和分布完成的,是时空性质不均匀引起的。提出了时空“弯曲”说。

广义相对论的核心思想是:惯性质量和引力质量相等。物理定律必须在任意坐标系中都具有相同性质,即它们必须在任意坐标变换下是协变的。

广义相对论的两个推论:光线被引力弯曲,光谱被引力红移。预言了引力时钟效应和引力波。

没听说过三个效应的说法,不过狭义相对论里有动钟延缓(或称时间膨胀)效应,就是运动的钟变慢;有动尺缩短(长度收缩)效应,即运动方向上长度会收缩,广义相对论有个效应是距离引力场越近的地方钟越慢,还有其他好多效应,不过前面提到的这几个相对比较有名,而且容易理解一些。


什么是狭义相对论
时空 爱因斯坦发表他的相对论二百年前,英国物理学家艾萨克·牛顿(1643——1727)提出时间和空间都是绝对的,空间和时间是完全分开的。然而,在相对论数学中,时间和三维空间——长、宽和高,一起构成一个四维空间框架,叫做时空关联集。质量和能量 爱因斯坦从他的狭义相对论中推导出等式E=MC2(这里E是...

相对论的科学实验
时间稀释:伟大科学家爱因斯坦早于20世纪发表的“时间相对论”,1905年,爱因斯坦订立著名的时间相对论,指一件对象相对于另一对象移动的速度,会使时间加快或减慢。根据这个假设,一个移动中的时钟秒针应比一个静止平放的时钟秒针跳动得慢,这现象称为“时间稀释”。国际科学家发表报告指出,他们利用分子...

爱因斯坦相对论的内容
把相对论与物理学相结合就是相对论物理学,我们现在常简称相对论。 相对论是站在相对性角度上对物理学的解释。主要分为狭义相对论和广义相对论两大部份。其实是一个理论的两种表达方式。狭义相对论是相对论的微分形式,广义相对论是相对论的积分形式。 理解相对论必须建立牢固的相对性观念,否则常常会走入死胡同。中如...

关于元素周期律中的特例
金属的活动性是反映金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小,也就是反映金属在水溶液里起氧化反应的难易。这个过程分几步 1 固体金属单质气化成气态原子 2 气态原子失电子变成气态离子(金属性判断依据)3 气态离子溶于水,形成水合离子。三步加在一起,谁更容易,谁的金属活动性就越强。Pb的金属性比...

关于相对论
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m\/s,一个人在车上相对车的速度也是10m\/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m\/s,而是(20-10^(-15))m\/s左右。在通常情况下,这种相对论效应...

爱因思塔的相对论的内容是什么
不论是月亮的还是太阳的,它们以相同的比率被加速。这就是说它们的速度在每秒钟内的增量相同。(加速度是速度每秒的增加值) 引力质量和惯性质量的等同性是爱因斯坦论据中的第三假设 爱因斯坦一直在寻找“引力质量与惯性质量相等”的解释。为了这个目标,他作出了被称作“等同原理”的第三假设。它说明:如果一个惯性系...

爱因斯坦的相对论主要是讲什么?
广义相对论是比牛顿引力论更一般的理论,牛顿引力论只是广义相对论的弱场近似。所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于固有能,力场中,才显示出两者的差别,这时必须应用广义相对论才能正确处理引力问题。 广义相对论在1915年建立后,爱因斯坦就提出了可以从三个方面来检验其正确性,即所谓三大实验验证。这就是光线在...

爱因斯坦的成就都有哪些?相对论的主要内容是什么
1、2式相乘带入3式XX1=K**2(X-VT)(X1+VT1)K= 1 \/ (1-(V\/C)**2)**(1\/2)也许很多人注意到了,在推导时,爱因斯坦用到的“在O坐标系看来P事件发生在T时刻,位置是X,O1坐标系看来P事件发生在T1时刻”,这说明相对论是“观测”效应,在任何一个相对论推导中,都是这样用的,如果改为“听来”就...

求相对论的全文
其中最著名的有三个解:史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution。在广义相对论的观测上,也有著许多的进展。水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据,这是在相对论出现之前就已经量测到的现象,直到广义相对论被爱因斯坦发现之后,才得到了理论的...

爱因斯坦相对论原稿急要
4 狭义相对论效应 根据狭义相对性原理,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)在一个关性系内同时,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...

梅列区17044385805: 相对论中的三个效应是什么 -
松哪爱通: 狭义相对论的三个效应是:运动尺度缩短,运动时钟延迟,同时的相对性.狭义相对论统一了时空一体的观念,但并未将非惯性系纳入其中,未解决引力问题.1907年,爱氏又提出了广义相对论基本原理,经过不断丰富和充实(主要是结合发...

梅列区17044385805: 相对论中,“尺缩效应”、“钟慢效应”是什么? -
松哪爱通: 在狭义相对轮中 时钟和刚性量杆在运动时(量杆在其长度方向运动)由坐标系K和K'速度相加定律和洛伦兹变化后得出了结论为:钟的时间将缩短,量杆距离缩短,即没有绝对的时间和空间 t'=1/√1-v2/c2 L'=√1-v2/c2

梅列区17044385805: 相对论中的效应 -
松哪爱通: 广义的相对论是指相对概念的论述,最常见的相对概念是大-小、多-少,相对于1,10是多的,相对于100,10是少的.通常所说的相对论,特指爱因斯坦相对论.相对论的产生,全部是由特定的人从特定的角度去论述问题,而全面的论述问题,无...

梅列区17044385805: 爱因斯坦的三大效应
松哪爱通: 相对论建立在相对性原理之上 狭义相对论有两个基本公设 1.光速不变原理(任何惯性系光速恒定,真空下均为C) 2.狭义相对性原理(任何自然法则在任意惯性系中均有效) 即车的灯的光速不论相对于车还是路面,速度恒为C 楼主您的想法是建立在平时物理课教的牛顿经典物理学之上 你用的是伽利略变换公式,V总=V车+V人, 而在相对论中用的是洛伦兹变换,V总=(V车+V人)/SQR(1-V^2/C^2) 这个式子的推导需要高等数学的知识,本人只是高中 因此只能告诉你基本,该式子的推导还在努力中……

梅列区17044385805: 相对论有哪些重要结论 -
松哪爱通: 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分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论). 狭义相对论的结论有:尺缩效应,钟慢效应,质能关系.其中狭义相对论最重要的结论是:是使质量守恒失去了独立性.它和能量守恒原理融合在一起,质量和能量可以互相转化.如果物质质量是m,光速是c,它所含有的能量是E,那么E=mc². 广义相对论的结论有:提出广义相对性原理,时空弯曲等.如 1.光速不可超越原理,光速不变原理:在任何参考系中观察,光速永远是个常数. 2.速度越快时间越慢:由光速不变原理得出.3.尺缩效应:接近光速时物体会被压缩.4.引力使光线弯曲.大质量物体使时空弯曲.

梅列区17044385805: 相对论详解
松哪爱通: 狭义相对论和广义相对论建立以来,已经过去了很长时间,它经受住了实践和历史的考验,是人们普遍承认的真理.相对论对于现代物理学的发展和现代人类思相的发展都有巨大的影响. 相对论从逻辑思想上统一了经典物理学,使经典物理学成...

梅列区17044385805: 相对论的介绍 -
松哪爱通: 狭义相对论的思想可以概括为两个基本原理相对性原理光速不变原理 狭义相对论的理论核心用洛伦兹变换描述和换算 狭义相对论有三个效应尺短时缓同时性的相对性 狭义相对论还有一些其他的结论运动质量变大速度相加定理质能转换关系能量-...

梅列区17044385805: 广义相对论和狭义相对论 -
松哪爱通: 狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论.牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的).狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间.在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况.狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换.

梅列区17044385805: 相对论主要讲的是什么? -
松哪爱通: 一、建立的前提和时空观1.物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.2.在所有的惯性系中,光在真空中的传播速度中具有相同的值C.3、相对时空观——同时的相对性,长度的相对性 二、主要效应1、尺缩效应2、钟慢效应3、质量增大效应 三、主要应用 比如说全球卫星定位系统要根据相对论效应进行时间的修正等

梅列区17044385805: 简介一下相对论的主要内容
松哪爱通: 时间和空间不是绝对的,是相对的,和运动速度有关 你的一秒不等于他的一秒,只不过在低速环境下无法发现,只有接近光速现象才明显

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