如题所述
狭义相对论就是
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。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。
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。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。
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第1个回答 2014-05-22
你好,我是来自茂名市第一中学的一位高一学生。我也是刚刚学了相对论。虽然不是很了解,但它的内容我还是了解的:
相对论的时空观 即相对论力学时空观,这是时空认识的一次飞跃,它认为时间、空间彼此关联,且与物质及其运动有关。长度,质量和时间的测量与参照系的选择有关。
同时的相对性 在同一惯性系中存在统一的同时性,在不同惯性系之间没有统一的同时性。同时性概念是因参考系而异的,在一个惯性系中认为同时发生的两个事件,在另一惯性系中看来,不一定同时发生。同时性具有相对性。
动钟变慢效应理解:
1)运动是相对的,动钟变慢效应也是相对的。地面观察者看高速宇宙飞船上的钟慢,而高速宇宙飞船的观察者看地面上的钟也慢。
2)动钟变慢,这里说的“钟”是标准钟,与其他惯性系的钟放在一起应该走时一致,指针指示相同。动钟变慢不是钟出了问题,而是运动惯性系中的时间节奏变缓了。
动尺收缩效应理解:
运动的物体要缩短,且方向是物体运动方向!
质量变化效应理解:
运动的物体质量要变大。
注意:
长度收缩,质量变大和时间膨胀效应是否显著依赖于物体运动速度的快慢。当以接近光速运动的物体,相对论效应表现明显。物体处于低速是,经典时空观显著!本回答被网友采纳
相对论的时空观 即相对论力学时空观,这是时空认识的一次飞跃,它认为时间、空间彼此关联,且与物质及其运动有关。长度,质量和时间的测量与参照系的选择有关。
同时的相对性 在同一惯性系中存在统一的同时性,在不同惯性系之间没有统一的同时性。同时性概念是因参考系而异的,在一个惯性系中认为同时发生的两个事件,在另一惯性系中看来,不一定同时发生。同时性具有相对性。
动钟变慢效应理解:
1)运动是相对的,动钟变慢效应也是相对的。地面观察者看高速宇宙飞船上的钟慢,而高速宇宙飞船的观察者看地面上的钟也慢。
2)动钟变慢,这里说的“钟”是标准钟,与其他惯性系的钟放在一起应该走时一致,指针指示相同。动钟变慢不是钟出了问题,而是运动惯性系中的时间节奏变缓了。
动尺收缩效应理解:
运动的物体要缩短,且方向是物体运动方向!
质量变化效应理解:
运动的物体质量要变大。
注意:
长度收缩,质量变大和时间膨胀效应是否显著依赖于物体运动速度的快慢。当以接近光速运动的物体,相对论效应表现明显。物体处于低速是,经典时空观显著!本回答被网友采纳
第2个回答 2014-05-22
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。
第3个回答 2014-05-22
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9X10^3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。
在狭义相对论中,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。
在狭义相对论中,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。
第4个回答 2020-03-01