懂相对论的物理高手来!
我们知道,根据相对论,速度越快,时间过的越短,也可以说是生命得以延长,那么看我们的宇宙在膨胀,星系运动(红移)的速度虽然比不上光速,但也快的很,那么我门的生命就是延长后才是现在这个样子的?
这句话里面有错误。“速度越快,时间过的越短,也可以说是生命得以延长”。错误的原因是没有参照系。确切的说,一个参照系中静止的物体和近光速的物体,相对于静止的物体时间过得快,近光速的物体时间过的慢。对于他们两者,时间没有延长,只有相对的快和慢。
举个例子你可能会明白了,假设有一艘飞船从地球出发,以近光速的速度运行了10年。期间地球过了100年。对于飞船上的人来说,他过的只是10年,如果你在这飞船上,你的感觉不会跟地球上的时间感有人和区别,你的感觉就是在船上呆了十年。而地球过了100年。
理论上说,银河系在运动,那么确实有让时间变慢的效应,假设A星系是完全静止的,那么我们在地球上的时间就会比A星系慢。但是你完全不用去介意这个,“时间的总量”是一样的。说的再再再具体点,你每天花1小时读书,365天读100本,一生读7000本。那么你在银河系(运动)会读完7000本,A星系(绝对的静止,物质不含动量)也会读完7000本。
首先这与相对论无关,相对论讲的是空间与时间的相对性,而这是牛顿第一定律(惯性定律)。
你在车厢中,以车厢内为参照系,若车厢为匀速运动,则称此参照系为惯性参照系。在匀速运动的车厢中,所有物体在车厢运动方向上都具有相同速度(即车厢速度),所以,你与上抛的硬币在车厢运动方向上不会有速度差,也就不会有相对位移。然而,若在变速运动的车厢中,这就不是惯性参照系,因此,物体在其中为保持平衡,需要在加速度的反方向上有一个惯性力使之平衡。此时你上抛硬币就不会落到原位,因为,你的惯性力可由摩擦力、座椅靠背提供的压力等抵消。(这也是为什么你在加速前进的车中,你会感觉有一股力将你向后拉;刹车时,你会感觉有一股力将你向前拉)但,上抛的硬币没有力可以抵消此惯性力,所以它会向后飞。
若你抛出窗外,车厢与外界空气是相对运动的,当你水平抛出硬币时,硬币与外界空气也是相对运动的,所以会受空气阻力,阻碍了相对运动(也就是使之在车厢的运动方向上减速)。
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。
只要知道质点的运动方程r=r(t),它的一切运动规律就可知了。
(二):质点动力学:
(1)牛一:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛二:物体加速度与合外力成正比与质量成反比。
F=ma=mdv/dt=dp/dt
(3)牛三:作用在同一物体上的两个力,如果等大反向作用在同一直线上,则二力平衡。
(4)万有引力:两质点间作用力与质量乘积成正比,与距离平方成反比。
F=GMm/r^2,G=6.67259*10^(-11)m^3/(kg*s^2)
动量定理:I=∫Fdt=p2-p1(合外力的冲量等于动量的变化)
动量守恒:合外力为零时,系统动量保持不变。
动能定理:W=∫Fds=Ek2-Ek1(合外力的功等于动能的变化)
机械能守恒:只有重力做功时,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
(注:牛顿力学的核心是牛二:F=ma,它是运动学与动力学的桥梁,我们的目的是知道物体的运动规律,即求解运动方程r=r(t),若知受力情况,根据牛二可得a,再根据运动学基本公式求之。同样,若知运动方程r=r(t),可根据运动学基本公式求a,再由牛二可知物体的受力情况。)
二、狭义相对论力学
(注:“γ”为相对论因子,γ=1/sqr(1-u^2/c^2),β=u/c,u为惯性系速度。)
1.基本原理:(1)相对性原理:所有惯性系都是等价的。
(2)光速不变原理:真空中的光速是与惯性系无关的常数。
(此处先给出公式再给出证明)
2.洛仑兹坐标变换:
X=γ(x-ut)
Y=y
Z=z
T=γ(t-ux/c^2)
3.速度变换:
V(x)=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2)
V(y)=v(y)/(γ(1-v(x)u/c^2))
V(z)=v(z)/(γ(1-v(x)u/c^2))
4.尺缩效应:△L=△l/γ或dL=dl/γ
5.钟慢效应:△t=γ△τ或dt=dτ/γ
6.光的多普勒效应:ν(a)=sqr((1-β)/(1+β))ν(b)
(光源与探测器在一条直线上运动。)
7.动量表达式:P=Mv=γmv,即M=γm
8.相对论力学基本方程:F=dP/dt
9.质能方程:E=Mc^2
10.能量动量关系:E^2=(E0)^2+P^2c^2
(注:在此用两种方法证明,一种在三维空间内进行,一种在四维时空中证明,实际上他们是等价的。)
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三、三维证明
1.由实验总结出的公理,无法证明。
2.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)
3.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)
=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2)
同理可得V(y),V(z)的表达式。
4.尺缩效应:
B系中有一与x轴平行长l的细杆,则由X=γ(x-ut)得:△X=γ(△x-u△t),又△t=0(要同时测量两端的坐标),则△X=γ△x,即:△l=γ△L,△L=△l/γ
5.钟慢效应:
由坐标变换的逆变换可知,t=γ(T+Xu/c^2),故△t=γ(△T+△Xu/c^2),又△X=0,(要在同地测量),故△t=γ△T.
(注:与坐标系相对静止的物体的长度、质量和时间间隔称固有长度、静止质量和固有时,是不随坐标变换而变的客观量。)
6.光的多普勒效应:(注:声音的多普勒效应是:ν(a)=((u+v1)/(u-v2))ν(b).)
B系原点处一光源发出光信号,A系原点有一探测器,两系中分别有两个钟,当两系原点重合时,校准时钟开始计时。B系中光源频率为ν(b),波数为N,B系的钟测得的时间是△t(b),由钟慢效应可知,A△系中的钟测得的时间为
△t(a)=γ△t(b) (1).
探测器开始接收时刻为t1+x/c,最终时刻为t2+(x+v△t(a))/c,则
△t(N)=(1+β)△t(a) (2).
相对运动不影响光信号的波数,故光源发出的波数与探测器接收的波数相同,即
ν(b)△t(b)=ν(a)△t(N) (3).
由以上三式可得:
ν(a)=sqr((1-β)/(1+β))ν(b).
7.动量表达式:(注:dt=γdτ,此时,γ=1/sqr(1-v^2/c^2)因为对于动力学质点可选自身为参考系,β=v/c)
牛顿第二定律在伽利略变换下,保持形势不变,即无论在那个惯性系内,牛顿第二定律都成立,但在洛伦兹变换下,原本简洁的形式变得乱七八糟,因此有必要对牛顿定律进行修正,要求是在坐标变换下仍保持原有的简洁形式。
牛顿力学中,v=dr/dt,r在坐标变换下形式不变,(旧坐标系中为(x,y,z)新坐标系中为(X,Y,Z))只要将分母替换为一个不变量(当然非固有时dτ莫属)就可以修正速度的概念了。即令V=dr/dτ=γdr/dt=γv为相对论速度。牛顿动量为p=mv,将v替换为V,可修正动量,即p=mV=γmv。定义M=γm(相对论质量)则p=Mv.这就是相对论力学的基本量:相对论动量。(注:我们一般不用相对论速度而是用牛顿速度来参与计算)
8.相对论力学基本方程:
由相对论动量表达式可知:F=dp/dt,这是力的定义式,虽与牛顿第二定律的形式完全一样,但内涵不一样。(相对论中质量是变量)
9.质能方程:
Ek=∫Fdr=∫(dp/dt)*dr=∫dp*dr/dt=∫vdp=pv-∫pdv
=Mv^2-∫mv/sqr(1-v^2/c^2)dv=Mv^2+mc^2*sqr(1-v^2/c^2)-mc^2
=Mv^2+Mc^2(1-v^2/c^2)-mc^2
=Mc^2-mc^2
即E=Mc^2=Ek+mc^2
10.能量动量关系:
E=Mc^2,p=Mv,γ=1/sqr(1-v^2/c^2),E0=mc^2,可得:E^2=(E0)^2+p^2c^2
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四、四维证明:
1.公理,无法证明。
2.坐标变换:由光速不变原理:dl=cdt,即dx^2+dy^2+dz^2+(icdt)^2=0在任意惯性系内都成立。定义dS为四维间隔,
dS^2=dx^2+dy^2+dz^2+(icdt)^2 (1).
则对光信号dS恒等于0,而对于任意两时空点的dS一般不为0。dS^2>0称类空间隔,dS^2<0称类时间隔,dS^2=0称类光间隔。相对论原理要求(1)式在坐标变换下形式不变,因此(1)式中存在与坐标变换无关的不变量,dS^2dS^2光速不变原理要求光信号在坐标变换下dS是不变量。因此在两个原理的共同制约下,可得出一个重要的结论:dS是坐标变换下的不变量。
由数学的旋转变换公式有:(保持y,z轴不动,旋转x和ict轴)
X=xcosφ+(ict)sinφ
icT=-xsinφ+(ict)cosφ
Y=y
Z=z
当X=0时,x=ut,则0=utcosφ+ictsinφ
得:tanφ=iu/c,则cosφ=γ,sinφ=iuγ/c反代入上式得:
X=γ(x-ut)
Y=y
Z=z
T=γ(t-ux/c^2)
3.4.5.6.略。
7.动量表达式及四维矢量:(注:γ=1/sqr(1-v^2/c^2),下式中dt=γdτ)
令r=(x,y,z,ict)则将v=dr/dt中的dt替换为dτ,V=dr/dτ称四维速度。
则V=(γv,icγ)γv为三维分量,v为三维速度,icγ为第四维分量。(以下同理)
四维动量:P=mV=(γmv,icγm)=(Mv,icM)
四维力:f=dP/dτ=γdP/dt=(γF,γicdM/dt)(F为三维力)
四维加速度:ω=/dτ=(γ^4a,γ^4iva/c)
则f=mdV/dτ=mω
8.略。
9.质能方程:
fV=mωV=m(γ^5va+i^2γ^5va)=0
故四维力与四维速度永远“垂直”,(类似于洛伦兹磁场力)
由fV=0得:γ^2mFv+γic(dM/dt)(icγm)=0(F,v为三维矢量,且Fv=dEk/dt(功率表达式))
故dEk/dt=c^2dM/dt即∫dEk=c^2∫dM,即:Ek=Mc^2-mc^2
故E=Mc^2=Ek+mc^2
·狭义论原理
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,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。
·狭义论效应
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。在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性。
相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯性系时间进度慢,这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。
尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。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。
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绝对时空观,相对论认为,绝对时间是不存在的,然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中,哥哥乘飞船回来后是15岁,弟弟可能已经是45岁了,说明时间是相对的,但哥哥的确是活了15年,弟弟也的确认为自己活了45年,这是与参考系无关的,时间又是"绝对的"。这说明,不论物体运动状态如何,它本身所经历的时间是一个客观量,是绝对的,这称为固有时。也就是说,无论你以什么形式运动,你都认为你喝咖啡的速度很正常,你的生活规律都没有被打乱,但别人可能看到你喝咖啡用了100年,而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。
·狭义论小结
相对论要求物理定律要在坐标变换(洛伦兹变化)下保持不变。经典电磁理论可以不加修改而纳入相对论框架,而牛顿力学只在伽利略变换中形势不变,在洛伦兹变换下原本简洁的形式变得极为复杂。因此经典力学与要进行修改,修改后的力学体系在洛伦兹变换下形势不变,称为相对论力学。
狭义相对论建立以后,对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围,成为研究高速粒子不可缺少的理论,而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后,却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后,惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而"不受外力"是什么意思?只能说,不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样,惯性系的定义就陷入了逻辑循环,这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系,但宇宙中却不存在真正的惯性系,整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连,必须修正,但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了,万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力,其中一种就冒出来捣乱,情况当然不会令人满意。
爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论,然而为解决这两个困难,建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题,爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位,把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后,提出了著名的等性原理,发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折,爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊,引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时,由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现,两大理论并不相容,至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战:爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止,只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向:建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。
[编辑本段]【佯谬问题】
·广义论公式
根据广义相对论中“宇宙中一切物质的运动都可以用曲率来描述,引力场实际上就是一个弯曲的时空”的思想,爱因斯坦给出了著名的引力场方程(Einstein's field equation): <math>R_ - \fracg_ R = - 8 \pi {G \over c^2} T_ </math>
其中 G 为牛顿万有引力常数,这被称为爱因斯坦引力场方程,也叫爱因斯坦场方程。 该方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程。它以复杂而美妙著称,但并不完美,计算时只能得到近似解。最终人们得到了真正球面对称的准确解——史瓦兹解。 加入宇宙学常数后的场方程为: <math>R_ - \fracg_ R + \Lambda g_= - 8 \pi {G \over c^2} T_ </math
我们知道,根据相对论,速度越快,时间过的越短,也可以说是生命得以延长,那么看我们的宇宙在膨胀,星系运动(红移)的速度虽然比不上光速,但也快的很,那么我门的生命就是延长后才是现在这个样子的?
这句话里面有错误。“速度越快,时间过的越短,也可以说是生命得以延长”。错误的原因是没有参照系。确切的说,一个参照系中静止的物体和近光速的物体,相对于静止的物体时间过得快,近光速的物体时间过的慢。对于他们两者,时间没有延长,只有相对的快和慢。
举个例子你可能会明白了,假设有一艘飞船从地球出发,以近光速的速度运行了10年。期间地球过了100年。对于飞船上的人来说,他过的只是10年,如果你在这飞船上,你的感觉不会跟地球上的时间感有人和区别,你的感觉就是在船上呆了十年。而地球过了100年。
理论上说,银河系在运动,那么确实有让时间变慢的效应,假设A星系是完全静止的,那么我们在地球上的时间就会比A星系慢。但是你完全不用去介意这个,“时间的总量”是一样的。说的再再再具体点,你每天花1小时读书,365天读100本,一生读7000本。那么你在银河系(运动)会读完7000本,A星系(绝对的静止,物质不含动量)也会读完7000本。
由于我们相对自身是静止的,所以我们观察到的自身生命是“固有寿命”,但这个不变的“固有寿命”在相对我们以不同速度运动的参照系看来将变长,也就是他们将看到我们活得更长,但我们自身将只能看到我们自己活得是“固有寿命”那么长。所以,我们的具有“固有寿命”的生命被观测到的长短将取决于我们所选择的参照系。
到了广义相对论中,引力会使得时间变慢,引力越强,时间越慢。所以如果我们到了引力更强的地方,被观测到的寿命会更长。比如说我们可能会发现人在太阳上比在地球上活得更长(假设人能在太阳上一样的存活的话)。
如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
假设有一把尺长1声秒,而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动,运动尺头尾各有一个探测装置,在探测到与地面某一尺刻度重合时,用声音报出该刻度,我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离,当尺尾报0声秒时,尺头已经距离我们1声秒,而这个距离,要1秒后我们才能收到;当尺尾到1声秒距离时,尺头到2声秒,还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒,我们才能收到尺头报2声秒,于是我们会直观的认为,尺尾先到刻度,尺头后到达它本应立刻到达的刻度,感觉好象远离的尺,缩短了。而且运动速度越快,感觉短的越厉害。
超过声速我们将追上钟以前发出的声音,也就是先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象!
钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象,都可以用声音试验做出结果,这只能证明爱因斯坦的结论有问题,他忽略了测量速度的问题,把现象当成了物理本质。照本文方法解释相对论,双生子悖论、子回到未生时杀父悖论都不存在。
爱因斯坦相对论是需要修正的理论。现象不等于物理本质。
根据霍金的理论,每个人,每个物体都有自己的时间,如果一个物体因为高速运动,而时间变慢了,那只是相对比他速度小的物体的时间而言,对它自己来说,并没有延长。
相对论 的题目,解答过程要详细 高手来
由狭义相对论,我们知道,这个问题必然满足两个条件 第一,质量-能量守恒,也就是动质量守恒或者说总能量(包括动能和静能,静能就是通常说的物质能)守恒 第二,动量守恒。好,我们来看一个最基本的微观过程,当火箭的速度从v变化为v+dv的时候,其质量分离出了dm。质能守恒方程为:m2=m1-dm 动量...
相对论高手来一下。
在爱因斯坦面前,有四个概念,空间、质量、时间、光速。牛顿的经典物理学认为,空间、质量、时间是绝对的,光速则是相对的。不过爱因斯坦却凭着非常敏锐的触觉,觉得只有光速才是绝对的,空间、质量、时间都是相对的。于是,爱因斯坦创造了一个人类历史上最伟大的理论的基础,狭义相对论。狭义相对论是一个原...
相对论问题,时间旅行,高手来,不懂就不要来了
μ子的生成高度在100km以上。这就是相对论的时间变长和长度变短的效应。对地球上的观测者来说,μ子在高速运动,所以在我们眼里的时间比μ子自身的时间延长了,对μ子来说它经历了3μs,但是我们测得的就是更长的时间,使得它能够运动100km。对于μ子来说,是地球大气在做高速运动,本来100km的长...
有关相对论的一道物理题。高手进!
(1):火车对地速度与相对论原理还是经典理论没有关系,是多少就是多少。如果说火车或者地对观察者的速度倒是与选取的理论有关。但是题目也没有说清楚要求的火车相对于哪一个观察者的速度。(不动的乘客,动的乘客,地上的人?没讲清楚~)(2):光速不变是相对论原理的重要假设之一。由于相对性原理...
请物理高手懂相对论的指教!!
首先这与相对论无关,相对论讲的是空间与时间的相对性,而这是牛顿第一定律(惯性定律)。你在车厢中,以车厢内为参照系,若车厢为匀速运动,则称此参照系为惯性参照系。在匀速运动的车厢中,所有物体在车厢运动方向上都具有相同速度(即车厢速度),所以,你与上抛的硬币在车厢运动方向上不会有速度差...
相对论高手进!
2,光速不变原理是否是狭义相对论的全部物理基础?等效原理是否是广义相对论的全部物理基础,等效原理以何种方式表现在场方程中。请谈谈你的认识。一、简要回答下列问题(每小题10分, 共40分)1.写出刚体对定点O的转动惯量的一般表达式,以及各元素的名称。写出在惯量主轴坐标系中的转动惯量表达式,并说明...
请相对论高手帮忙解答!!多谢!
经典的时空观:相对地面,光速叠加上车速,故光到两端时间相等。相对车厢,也认为是同时的。狭义相对论:光速不变,故相对地面,a先看到光。 车厢中却认为是同时的。
我有一个关于狭义相对论的问题,彻底头晕,物理高手帮忙!
杠杆中每一个分子(或者理解为质点)都开始受到来自动力臂的力矩作用而加速,依据相对论,每一个质点的质量都迅速增大,那么,在阻力臂上,从质点处向外,质量越来越大,但是传递到的力矩却没有变,所以加速度就越来越小。于是,棒就会弯曲出弧线,阻力臂终点处接近但到不了光速。
相对论问题!高手请进!
这并不矛盾,关键是要理解相对论的相对性原理。相对性原理否定了牛顿的绝对时空观,所谓的物理真实不再有一个唯一的绝对的标准,它必须指出相对于哪个参考系来说。在双生子佯谬中,弟弟和哥哥都认为对方比自己年轻,这是真实的。分别对于两个参考系来说都对,由于狭义相对论的对称性,分离后的兄弟二人不...
一个与相对论有关的问题(物理高手请进)
对相对论的评论:(我不敢说绝对,但我要说的是相对论很可能是一个错误的理论,目前没人推翻他,但也没人可以证明他。而且,觉得他的观点是错的人也不是一个两个,确实有很多很多人反对的。)先说下相对论,它以光速不变原理和狭义相对论原理作为两条基本公设:一是光速不变原理,及在任何惯性系...
牟融固本: 物理史上有个笑话,爱因斯坦发布广义相对论不久的一次宴会上,前去采访的记者与英国物理学家爱丁顿爵士开玩笑:“听说世界上只有3个人懂广义相对论.”爱丁顿良久未答,记者问他在想什么,他答:“我在想那抄第三个人是谁?”,也就...
郧西县19311881128: 多高智商能理解相对论 - ?
牟融固本: 本人物理学本科毕业,告诉你吧,物理学大学本科阶段都不会涉及多少相对论的,首先一点相对论需要的数学工具本科就不会教.你真的要学相对论的话得到研究生阶段,物理相关专业才行,所以说如果你现在就想要理解,那么也就是皮毛而已.就和大学之前的光学,和大学以后的光学一样. 和智商应该是没多大关系.
郧西县19311881128: 读懂相对论的两个半物理学家 - ?
牟融固本: 你好 读懂相对论的两个半物理学家指的是:爱因斯坦、爱丁顿、洛伦兹-------------希望帮到你,满意请采纳.
郧西县19311881128: 相对论的精通者!进来!?
牟融固本: 呵呵,这是一个很大的话题. 我的认识非常浅薄,不过愿为你做一个简单的解释. 狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正.牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似. 狭义相对论的研...
郧西县19311881128: 看懂相对论所需要的一些基础知识. - ?
牟融固本: 伽利略坐标变换、伽利略相对性原理、波速不变原理、多普勒效应、光是波还是粒子、声波是否有粒子性、相对论提出背景、相对论实验证据、相对论证据的简单模型解释、双生子悖论、剃刀原理.基本上够了.
郧西县19311881128: 谁是那两个半能读懂《相对论》的人 - ?
牟融固本: 是爱丁顿通过实验首次验证了广义相对论后,记者采访他,夸他了不起,因为世界上只有3个半人知道相对论.他不说话,记者沉不住气,告诉他:你倒是表示点什么哪怕谦虚一下啊!爱丁顿回答:我在想那半个人是谁.(换句话说,爱丁顿认...
郧西县19311881128: 《相对论》有谁懂? - ?
牟融固本: 相对论相对而言还是比较好懂的物理学(相对于莫名其妙的量子力学),要对相对论有一个深刻的理解,最好的途径不是看N多的科普书(科普书上错误实在太多了),应该学学高数,然后看看电磁学和电动力学,电动力学的后几章就是将狭义相对论的(要知道,狭义相对论是应电动力学的发展而提出来的).至于广义相对论,其涉及到的数学过于高深(即使相对于物理系的本科生),要搞明白它,就得下点大功夫了. 个人建议:科普书看上一些就够了,莫要指望科普书能带来真正的相对论.物理理论离开数学就不是物理,有点像形而上学.真正对理论物理感兴趣就琢磨大学物理系的课本吧,如果是想懂个大概看看普物也行
郧西县19311881128: 我有一个关于狭义相对论的问题,彻底头晕,物理高手帮忙! - ?
牟融固本: 问题出在你的刚性杠杆上 动力点开始运动(当然,是开始加速)的时候,受力点旁第一个分子受到扰动,开始具有速度,以光速地,这个分子周围的场(引力场、电磁场等)开始把这个扰动向外扩散(以波的方式),处于这个分子场中的所有其他分子开始依此受到扰动,并依此把这个扰动以光速扩散出去.宏观上看,就是“受力点受力”这个信息一光速向外扩散,杠杆中每一个分子(或者理解为质点)都开始受到来自动力臂的力矩作用而加速,依据相对论,每一个质点的质量都迅速增大,那么,在阻力臂上,从质点处向外,质量越来越大,但是传递到的力矩却没有变,所以加速度就越来越小.于是,棒就会弯曲出弧线,阻力臂终点处接近但到不了光速.
郧西县19311881128: 先读懂什么,才能读懂相对论? - ?
牟融固本: 首先疯狂的入迷,在不停的思考,思考,如果你对数学,物理~~~~很多方面都很感兴趣,你就不会担心读什么了,因为相对论和那些基础知识一样在没学懂的人心中一样神奇,不要为看相对论而读书,要真心爱上自然的一切,世界上能读懂相对论的人很少,然而只有真心爱上才行,有一话说得好:有意栽花花不开,无心插柳柳成荫!!!!
郧西县19311881128: 有没有擅长相对论的高手帮我解决一个小问题 - ?
牟融固本: 你同学说得不对,二楼已经说了.最简单的解释就是狭义相对论的光速不变假设,也就是以你自己为参考系,光速还是c.当然也可以用公式计算,根据洛仑兹变换:u'=(u-v)/(1-v/c^2*u) 把光相对于钟的速度变换成相对于你的速度:光相对于你的速度c',光相对于钟的速度c(普通人看到的真空光速),你相对于钟的速度0.99c:c'=(c-0.99c)/(1-0.99c/c^2*c)=0.01c/0.01=c 还是c.