解释狭义相对论的基本原理

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解释狭义相对论的基本原理

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狭义相对论是爱因斯坦根据光速在运动时速度守恒提出的(仅仅是可能,因为光速是否守恒还有待考证)
其中包括在速度越快时,时间变慢,长度变短,质量变大……
这个理论的著名推导就是E=mc^2
我正要推翻他,楼主可以给我加点分 (*^__^*) 嘻嘻……

马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说:空间和广延不是别的,而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出,迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的,光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物,时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。 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。有一个例子,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。

狭义相对论基本原理有两个:
1.光速不变原理。说的是你在真空中测量到的光速(这个光速是指光的最前端相对于“测量者以及测量设备这个参考系”的速度)与光源运动速度无关、与你的运动速度无关。
2.相对性原理。它是说在不同的惯性系中观察同一件事,所得出的发展过程和变化规律在描述上是一样的。
没有任何人敢保证这两条不矛盾。所以狭义相对论还隐含着第三条假设:
3.第一个基本原理和第二个基本原理不矛盾。
在这三条假设(之所以叫“假设”,是因为没有试验证明“光速不变”在地球之外的各个角落都成立;“相对性原理”所依赖的“惯性系”无法定义,所以整个理论就如同没有跟的浮萍、如同建在沙滩上的楼阁)上进行演绎,得出了今天看到的狭义相对论。
值得一提的是,狭义相对论的结论和实验吻合的相当好,我们当然也可以这样理如同伽利略地面力学对地面物理出奇地成立一样,相对论是在地球上得出的理论,所以在地球上也出奇地成立。但是当我们把它运用到地球以外的其他地方是,就要小心了。
这就好比汽车在陆地上十分好开,但是你要在所有地方(包含沼泽、湖泊、空中)都开,那就要十分小心了。

相对性原理:自然定律对一切惯性系不变
恒光速原理:真空光速对一切惯性系不变
用这两条基本原理建立一个体系,运用坐标变换,再在这个体系上得到结论。
记得不是很清楚,老师是这么讲的

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...

狭义相对论的基本原理有两个:
1.相对性原理
2.光速不变原理
相对性原理比较自然,所有惯性参照系(静止或匀速直线运动的参照系)中物理定律相同,因此都可以说是静止的。所以不同的惯性参照系中对同一个物体的速度是不同的。光速不变原理是所有惯性参照系中真空中的光速不变。这两个原理似乎是矛盾的。但仔细看看并不矛盾。光速不变原理是电磁理论中的定律,而相对性原理说所有惯性参照系中物理定律相同,所以光速也应该是不变的。狭义相对论就是系统地贯彻这两个原理而得到的。例如钟慢效应,尺缩效应等等。