爱因斯坦相对论内容

作者&投稿:妫冰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
爱因斯坦的《相对论》主要讲述的是什么内容?~

相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是,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。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年[爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作,在1916年初正式发表相关论文]。
由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。
狭义相对论最著名的推论是质能公式,它可以用来计算核反应过程中所释放的能量,并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,也相继被天文观测所证实。

爱因斯坦相对论的主要内容是在经典物理学的基础上引入相对性理论,把经典物理学的适用范围扩展到大空间高速度领域。

在人们试图测量绝对速度的时候发现,不但无法测量绝对速度,而且还发现了一个让经典物理学几乎崩溃的事实:速度是不能叠加的。一直以来让人坚信不移的速度叠加原理竟然是错的,使所有建立在叠加原理基础上的物理理论都面临颠覆的命运。
在这个情况下,爱因斯坦总结了前人的理论和实验,在此基础上提出了相对论物理学,重新确立了经典物理学在低速度、小空间范围内的正确性和权威性,扶大厦于将倾,巩固了经典物理学的权威地位,并通过引入相对性原理把经典物理学推广到了广域的宇宙空间的应用范围。

很多人以为相对论推翻了牛顿力学,其实正相反,是相对论巩固和发展了牛顿力学。
相对论对经典物理学的发展主要体现在下面几点上:

1、光速不变原理,
这一原理的提出起源于麦克尔逊-莫雷实验,实验发现光速不能与任何速度相叠加。
这使物理学界一片哗然,因为延用了上百年让人坚住不移的速度叠加原理竟然是错的。
许多物理学家都在思考这个问题,有人说是实验的误差,也有人干脆说经典物理学需要全面推翻重建新的物理体系。

爱因斯坦站在相对性原理的角度,重新审视了这个实验,悟出了一个重要的道理:
单独一个物体不存在速度的概念(这是唯一与经典物理学不同的地方,但是经典物理学不排斥速度的相对性,比如伽利略变换就建立在速度的相对性上。)。
速度只在相对另一物体时才存在。也就是说:一个物体的“速度”与这个物体本身没有关系,而中由与这个物体没有关系(这里说的关系是对上面的物理规律的影响)的另一物体来决定的。比如地面上某一点的速度:可以是相对人走的速度,可以是相对汽车的速度,甚至可以是相对流星的速度……。参照系可以任意选取,选取什么为参照系对地球表面上任何物理现象都没影响。然而光速怎么可能会随着人们选择不同的参照系就乱改变呢?因此爱因斯坦提出了光速不变的假设,注意当时只是假设,是相对论的萌芽初斯的想法。

他发现,问题就出在相对性上面了。
速度是两个物体之间的距离变化的快慢关系。因此,只在两个物体之间有意义。第三个物体不能直接参与评价。比如说:A与B相对速度是A与B距离变化的快慢关系,与C无关,C和B的相对速度是C与B的关系,与A无关。A与C之间的相对速度只在AC间有意义,与B无关。
假如A看C和B的相对速度,其实看到的是A与B的速度和A与C的速度,而不是真正的B与C的速度。但是两个速度之间应该能找到一个变换关系来间接获得B与C的相对速度,爱因斯坦开始寻找这个变换关系。
爱因斯坦注意到了洛伦兹变换,这个变换在洛伦兹推导出来后已被束之高阁了数十年没人理会了。连洛伦兹本人也不认为有什么重要价值。
通过一系列的实验、数学推导和论证,爱因斯坦最终发现,洛伦兹变换正是他要找的那个速度之间的变换关系。
这个变换使爱因斯坦完成了他的相对论的基础理论,被称为狭义相对论。

2、加速度与引力场:
F=ma,这是学过牛顿力学的人都能倒背如流的公式。在相对论中这个公式依然成立(有人说不成立了,那是对相对论的误解,相对论继承了除速度的叠加原理外的所有经典物理学的理论。)但是这一公式的内涵发生了扩充:a=F/m,这是在相对论中的公式。意思是加速度等于引力场强度(单位质量所受的引力)。

3、质能公式:
在相对论中,一切都是相对的,没有相对就不存在速度的概念,速度是两个物体相对距离变化快慢的物理量。单独一个物体不存距离的问题,因此也就更不会存在距离的变化(速度)问题。
换句话说,单独一个物体的速度没意义,可以是任意值。就像0/0没意义一样,因为0×任意数都是0,所以0/0是任意数。

由于F=ma,所以,质量转化成能量的公式就应该是:(两边乘距离S)FS=maS,即E=maS=mv²,但是,在相对论中,单独一个物体是没有速度概念的,所以这里的v一定是相对任何物体都恒定不变的值,那就是光速c。
换个角度来理解也可以,当m全部转化为能量时,m消失了,代之而来的是能量以光速辐射出去。所以得到质能公式为:E=mc².

4、时间的相对性:
a=v/t,t=v/a,a是引力场,t是时间,v是什么?一个物体没有速度,唯一的速度就是相对光的速度。因此时间公式就是 t=c/a,也就是说,时间与引力场强度成反比。

说明一下:原本有人认为这个公式前面应该有一个系数,因为 a=dv/dt,其中v又是t的函数,积分后应该会有一个常数。导致很多科学家(包括爱因斯坦)都在寻找这个常数(称为宇宙常数),一直没有结果。
我在这里把那个常数去掉了。因为我认为,那个常数有可能就是1。套一下这个公式,我们发现我们的 1秒=c/a的话,我们地球的加速度不是非常大吗?等于300000000牛顿/千克。
是的,我们相对太阳在旋转,相对银河在旋转,谁知道银河又在以什么样的速度绕什么地方旋转呢?而那个地方又在绕哪里旋转?我们在宇宙中所处的这个空间的引力场到底有多大谁又计算过呢?谁能证明不是300000000牛顿/千克?
我们用的质量单位是我们定义的,我们的力的单位也是我们定义的,我们的长度单位也是我们定义的,那么我们的时间不是也一样可以由我们来定义吗?我们把地球表面的引力场定义为g=9.8牛顿/千克,我们为什么不能把我们所处的空间总引力场强度定义为 c/t ?

5、空间的弯曲:
空间按维数划分为:0维(点),1维(线),2维(面),3维(立体),4维(时空)
0维空间不会弯曲,没资格。
1维空间可以弯曲,但是需要在二维空间表达。
2维空间可以弯曲,但是需要在三维空间表达。
低维空间的弯曲要在高维空间表达。
时间是相对的,因引力场的强度而改变,因此,四维空间也必然会弯曲,但是四维空间的弯曲必须在五维空间才能表达。因此,我们无法直接体会时空弯曲的形象是什么样的。只能借助数学表达。那就是某个轴的长度发生了变化。
引力场强度决定了时间轴,所就使空间发生了弯曲。

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”等全新的概念。

扩展资料:

狭义相对论建立在如下的两个基本公设上:

1 狭义相对性原理(狭义协变性原理):一切的惯性参考系都是平权的,即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一位静止在实验室里的观察者和一个相对于实验室高速匀速运动着的电子是相同的。

2 光速不变原理:真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的,这用几何语言可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。在国际单位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒内所走过的距离”来定义长度单位“米”(米)。

光速不变原理是宇宙时空对称性的体现,而中微子的超光速现象可能只是时空对称性的对称破缺而决不能推翻相对论(已证实该实验有误)。

广义相对论建立在如下的两个基本公设上:

1 广义相对性原理(广义协变性原理):任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。用几何语言描述即为,任何在物理规律中出现的时空量都应当为该时空的度规或者由其导出的物理量。

2 爱因斯坦场方程(详见广义相对论条目):它具体表达了时空中的物质(能动张量)对于时空几何(曲率张量的函数)的影响,其中对应能动张量的要求(其梯度为零)则包含了上面关于在其中做惯性运动的物体的运动方程的内容。

参考资料:百度百科——相对论



狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论。
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子,一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种”此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。
相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
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,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系。
伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分,也就是说,当你在封闭的船舱里,与外界完全隔绝,那么即使你拥有最发达的头脑,最先进的仪器,也无从感知你的船是匀速运动,还是静止。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。也就是说,无论你站在地上,还是站在飞奔的火车上,测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理,光速不变原理。
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,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大,比如,火车速度是0。99倍光速,人的速度也是0。99倍光速,那么地面观测者的结论不是1。98倍光速,而是0。999949倍光速。车上的人看到后面的射来的光也没有变慢,对他来说也是光速。因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明,是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺。

太多了,够你看半天的了,要理解就不好说了

http://post.baidu.com/f?kz=11197627

归纳来说,狭义相对论主要内容是2条假设展开来的研究
1.所有惯性系中的物理定律都有相同的数学表达式。
2.光速不变原理。
广义相对论的主要内容:等效原理
引力场与时空的研究

分狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论:质能关系、时间延迟、尺子收缩。
广义相对论:引力质量和惯性质量的等同性、运动和引力场、引力场影响时空。

物理定律在所有惯性系中都适用(爱爱因斯坦相对性原理)

光速在所有惯性系中都一样(光速不变原理)


爱因斯坦为人类做出了哪些贡献
因斯坦是人类历史上最具创造性才智的人物之一。他一生中开创了物理学的四个领域:狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创建者之一,在分子运动论和量子统计理论等方面也做出了重大贡献。爱因斯坦于1905年发表了《论动体的电动力学》的论文,提出了狭义相对性原理和光速不变原理...

何为时空弯曲?
几百年来牛顿的经典力学使众多人信服,因为他适用于低速、宏观的惯性系。而相对论适用于高速(接近光速)的或微观的量子态以及非惯性系,人们很难通过实验得以证实和观察,所以很多人无法接受这一事实。但相对论可以很好的解决这一问题。因此说相对论是现代物理学的奠基石。因斯坦的广义相对论认为,由于有...

广义相对论指导人类发现了怎样的宇宙现象呢?
其实爱因斯坦关于相对论的研究提出的时间是非常早的,在1907年的时候,按因斯坦就已经着手这项伟大的理论研究,在1915年的时候提出了狭义相对论,当时这个理论立刻轰动了整个物理学界。不过作为天才,很明显没有停下自己的脚步,在1915年之后的十年时间里边儿,他励精图治,终于沉淀十年之后提出了广义相对论...

第一个理解爱因斯坦相对论的是科学家是谁?
第一个理解狭义相对论的是普朗克。狭义相对论的创立 早在16岁时,爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波,他产生了一个想法,如果一个人以光的速度运动,他将看到一幅什么样的世界景象呢?他将看不到前进的光,只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。这种事可能发生吗?爱因斯坦...

具体讲一讲广义相对论和狭义相对论
相对论是一种哲学观点,认为世界上一切事物都是相对的。高是相对于矮而言,长是相对于短而言,大是相对小而言,快是相对慢而言。 相对论的观点与物理学的结合就是相对论物理学,由于受因斯坦在相对论物理学时给他的学说取了相对论的名称,所以现在平时说的相对论一般指相对论物理学。 相对论的产生: 物理学发展初期或...

关于相对论的疑问~
原始爱??因斯坦想清楚了一件事:有没有绝对的定义,时间和速度的光信号不可分割的联系时间。他找到了开锁的钥匙,经过5个星期的艰苦工作,爱因斯坦提出了狭义相对论,在人们的面前。 6月30日,1905年,德国物理学年鉴“接受了爱因斯坦的论文”论运动物体的电动力学“,在同年9月,该杂志发表。本文是第一篇文章的特殊...

相对论中,什么是时间弯曲?
时间弯曲,你就把时间想像成是一根弹簧 正常情况下弹簧是均匀的,这就是我们一般情况下所认为的时间 弹簧如果传递振动的话是以纵波的形式的——就会有密部和疏部,时间也会有“疏密”。弹簧密的部分在一厘米内会比静置时多N个圈,而时间在“密”的时候也会相对比一般时间(我们的时间)里同样的时间...

光速不变与速度的相对性矛盾吗?
liyanjun32 说得对,这是在经典物理中的问题。光速不变是从波速不变中过来的。经典物理中波源运动速度不改变波的传播速度。把光看成是波的一种形式,光的传播速度就不被光源运动所带动。但是,我们通常说的光速不变是指爱因斯坦在相对论中一个前提假设,意思是光的速度相对其他运动物体都是光速。这和...

关于相对论的提问
他将什么也看不到,人就被分解成光了。速度越快组织分解得越快。所以大的东西要达到光速是不可能的。若按相对论则理论上是什么东西都缩小为一个点。不过相对论是假设光速是最大的信息传播速度的。若人能达到光速,相对论也就是错误的。其推导也就没有用了。

谁能用相对论解释水星近日点移动
同年便有人宣称发现了水内行星,并起名为“火神星”,一时间掀起了寻找火神星的热潮。然而几十年过去了,此梦一直未圆。于是人们设想各种因素来解释这种复杂的进动,但始终没有令人满意的理论。继牛顿之后,1915年,最伟大的因斯坦建立了广义相对论,巧妙地解释了水星的近日点进动现象:行星在绕太阳一周...

江干区18562432776: 爱因斯坦的相对论主要内容. -
矣物奈达:[答案] 爱因斯坦相对论的主要内容是在经典物理学的基础上引入相对性理论,把经典物理学的适用范围扩展到大空间高速度领域. 在人们试图测量绝对速度的时候发现,不但无法测量绝对速度,而且还发现了一个让经典物理学几乎崩溃的事实:速度是不能...

江干区18562432776: 爱因斯坦相对论的内容是什么啊 -
矣物奈达: 狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间...

江干区18562432776: 解释一下爱因斯坦相对论的内容? -
矣物奈达:[答案] 爱因斯坦相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关.狭义相对论讨论的是匀速直线...

江干区18562432776: 爱因斯坦相对论内容 -
矣物奈达: 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...

江干区18562432776: 爱因斯坦相对论的内容是什么啊 -
矣物奈达:[答案] 狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一...

江干区18562432776: 相对论(关于时空和引力的基本理论) - 搜狗百科
矣物奈达:[答案] 时间是一个相对的概念,运动速度不同的物质有着不同的时间. E=M^C 最简单的公式就是:能量=质量的光速次方. E=能量 M=质量 C=光速 ^=次方

江干区18562432776: 爱因斯坦的相对论究竟是什么意思? -
矣物奈达:[答案] 相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.奠定了经典物理...

江干区18562432776: 爱因斯坦的<相对论>的大概内容是什么? -
矣物奈达: 相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.奠定了...

江干区18562432776: 请问爱因斯坦的狭义相对论的内容是什么 -
矣物奈达:[答案] 爱因斯坦相对论 狭义相对论 爱因斯坦第二假设 爱因斯坦第二假设--时间和空间 伽玛参数 宇宙执法者的历险 宇宙执法者的历险--微妙的时间 质量和能量 光速极限 广 义相对论基本概念 爱因斯坦第三假设 爱因斯坦第四假设 宇宙几何 爱因斯坦第一假设 ...

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