1樓：匿名使用者
狹義相對論
2023年，出生於德國的美籍物理學家阿爾伯特·愛因斯坦（1879——1955）發表了狹義相對論。這個理論指出在宇宙中唯一不變的是光線在真空中的速度，其它任何事物——速度、長度、質量和經過的時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。該理論解決了許多困擾了物理學家們很長時間的問題，這個理論形成了一個著名的公式：
e=mc2，也就是能量（e）等於質量（m）乘以光速（c）的平方。
廣義相對論解釋了引力作用和加速度作用沒有差別的原因，還解釋了引力是如何和時空彎曲聯絡起來的。利用數學，愛因斯坦指出物體使周圍空間、時間彎曲，在物體具有很大的相對質量（例如一顆恆星）時，這種彎曲可使從它旁邊經過的任何其它事物，即使是光線，改變路徑。廣義相對論指出，時空曲率將產生引力。
當光線經過一些大質量的天體時，它的路線是彎曲的，這源於它沿著大質量物體所形成的時空曲率。因為黑洞是極大的質量的濃縮，它周圍的時空非常彎曲，即使是光線也無法逃逸。bib}
廣義相對論是狹義相對論的進一步發展，它建立了對一切參考系皆取相同形式的物理定律，且將引力同時空的幾何性質聯絡起來，從而將物質、引力場和時空結合為一體，是一種發展了的引力理論。
廣義與狹義相對論？求簡單易懂的解釋
2樓：匿名使用者
相對論是一
種哲學思想，總的意思是一切事物都是相對的、對立統一的形式存在的。比如沒的長就無所謂短，沒有大就無所謂小，沒有高就無所謂低，沒有多就無所謂少。一張紙無論多薄，沒有正面的同時就沒有背面。
單獨說一個數值是沒有意義的，比如單獨說1千米，沒有長或短的概念。但是要和一光年比，就短得可以忽略，要和電子的直徑比就是個天文數字。
我們平時說的相對論一般是指相對論物理學（也叫愛因斯坦相對論）。是把相對論的哲學思想與物理學相結合形成的可以適應更廣泛領域的物理學理論。
相對論物理學的基礎是：經典物理學的基本理論、光速不變原理、相對性原理。
相對論中一個非常重要的概念就是速度。相對論中的速度與經典物理學中的速度是不完全相同的概念。這一點非常重要，是理解相對論的關鍵所在。
經典物理學中的速度是指：質點在單位時間內移動的距離。裡面沒有說相對誰的距離。
在相對論中的速度則是指：兩個點之間的相對距離的變化率，這裡強調了是兩個點。在相對論中，單獨一個物體不存在速度。任何速度必須有確定的參照系。
我們可以發現，在經典物理學中經常可以說某個物體的速度是多少，但是在相對論中，不存在這樣的表達，必須是某個物體相對某個物體的速度是多少。
想象一下就會發現速度這個概念的真正含義。假設宇宙中只有一個物體，沒有任何其他的物體了，那麼在這個物體上就像在一個封閉的空間一樣，不會感覺物體自身有任何運動。就像我們在地球上如果沒有太陽月亮星星，我們不可能感覺地球在運動。
如果宇宙中有兩個物體，那麼就有了兩個物體的相對速度，就算兩個物體相對是靜止的，那也有相對速度的概念，只不過相對速度是0。
相對速度只限於兩個質點之間的距離變化率，與第三者無關。這一點決定了速度是不能直接線性疊加的。當然剛說到這裡我們還不能證明速度不能線性疊加，這要在我們瞭解了空間的概念後才能理解。
空間的概念三兩句話說不清楚，我們先不理會這個概念，直接來看一下洛倫茲變換顯示的速度不能直接疊加的原因。
上圖中a是相對o以速度v運動的慣性系。b是a上的一點。
在a運動到與o重合的時刻，一光子從a射向b。
在a看，光子的路徑是ct' ，在o看，光子的路徑是ct 並且在t 時間內a 移動了vt的距離。
三個長度的關係是：(ct')²＋(vt)²＝(ct)²
解出t' 就得到了：t'＝t×√(1－v²/c²)
這就是狹義相對論中必須記住的公式，洛倫茲變換（√(1－v²/c²)也叫相對論因子）。
從t'＝t×√(1－v²/c²) 這個公式看，直接的印象是運動的系統上的時間變慢了。但是要注意的恰恰是前面說過的，在相對論中不存在單獨一個物體的運動，只有兩個物體的相對運動。因為事實上我們完全可以把a當參照系，說o在運動。
現在我們必須理解：a相對o的運動速度是v，o相對a的運動速度必然也是v。就像我和你的距離是s，你和我的距離也必然是s一樣。
但是兩個時間卻存在著換算關係。因此：a與o之間的距離在不同系統上看到的結果就不一樣了：
在a上看是s『＝vt'，在o上看則是s＝vt，s』/s＝t'/t，s'＝s×√(1－v²/c²)。
這是不是和前面說的我看你的距離是s，你看我的距離也必然是s相悖了呢？不是。前面說的距離必然相等是指相對速度是0的情況，現在是兩個系統的相對速度不是0的情況。
從上面的圖可以看出來：速度v影響了什麼？只對o的觀測值ct有影響，對ct'沒有任何影響。
實際上t 是因為a相對o有速度才變快（數值變大）了。無論速度v是多少，對a上的觀測值ct'沒有任何影響，也就是說t' 並沒有改變。因此洛倫茲因子√(1－v²/c²)修正的是o的觀測值，使之與a的觀測值相等。
同樣的，也是由於相對速度的原因，使o觀測到的a走過的距離vt要比a實際走過的距離vt'長。
現在再回到速度不能疊加的問題上。
假如高速運動的火車上有人打乒乓球，地面上有人在看。球與火車的相對速度是以火車上的時間為標準的v1，地面人看火車的速度是以地面上的時間為標準的v2，兩個時間標準不同，怎麼可以直接線性疊加呢？所以人相對乒乓球的速度不能用v1＋v2來計算。
這就是狹義相對論的主要內容，解決了不同系統上的時間和距離的換算問題。
但是也許你發現了，前面的公式為什麼和我們平時用的換算公式不同？哪個是對的？
這裡說明一下：洛倫茲因子的推導是建立在時間處處均勻的條件下的，從圖上可以看到，a從o所在位置移動到vt'的位置是需要時間的，而a在vt'位置處的資訊傳遞到o處時，光需要一定的時間，因此，o上觀測到的時間必須是在變換的基礎上加上距離帶來的光程差。
可以說，洛倫茲變換實際上是一個微分概念上的變換，是消除了光程差後的純變換。但是巨集觀上只要有距離就一定有光程差，因此，沒有光程差的可能性就必須是t無限短，t→0時，vt'、vt、ct'、ct全都趨於0。洛倫茲變換是微分結論，要在實際中就用必須將微分結論進行積分，也就是把無數個接近0的點上的時間和距離累加起來。
廣義相對論在運動學上也可以看作是狹義相對論的積分表達形式，但是廣義相對論並不只是簡單的積分，還要解決力學的問題。我們留意到了狹義相對論中沒有提到力的概念，因為狹義相對論解決的是慣性系之間的變換。我們要把慣性系理解為是不受任何力的系統。
沒有力的作用就沒有加速度（這是從經典物理學中得來的結論）。
但是我們會發現有問題，在茫茫宇宙中如果只有一個物體，我們不知道它的速度，測量它的速度的結果是0，因為它在任何方向上發出或接收到的光的速度都相同。要是有兩個物體的話，有了相對速度，互相以自己為參照系就得知對方的速度是多少。但是，這也一樣是不確定的。
假如有第三個物體存在，在第三個物體上看，這兩個物體可能是同向運動，也可能是相向運動，也可能是不平行的朝某個方向運動，這又取決於以哪個物體為參照物的問題。是第三個物體在運動還是這兩個物體在運動？因此 ，每個物體以自己為參照物時（就像我們平時習慣以地球為參照物），都會看到是對方在運動，比如太陽東昇西落。
假如兩個質量不同的物體因為引力的原因互相靠近，每個物體以自己為參照物時就會發現，引力是相同的，作用力與反作用力同時存在同時消失，大小相等方向相反。這時會發現，力相同、加速度相同，可是質量卻不一定相同。這與經典物理學的結論產生了悖離。
f＝ma不成立了。
但是，相對論是建立在經典物理學基礎之上的，必須使經典物理學的理論和公式依然有效。所以只能解釋為不同質量的物體周圍的空間不同，觀察到的結果不同。
質能公式也是由f＝ma得來的，力×距離＝功，f＝ma兩邊乘距離就是功。功就是轉換的能量。因此fs＝mas＝e＝mv²。
前面說過，在相對論中，單獨一個物體不存在速度，所以這裡的v不是速度，而是一個具有速度量綱的常數，簡單的理解就是相對任何物體都恆定不變的速度，那就是c。所以質能公式就是e＝mc²。在這個公式剛剛得到時只是一個預言，是後來經過嚴格的數學和實驗證明的。
廣義相對論的證明和推導是一些很複雜的過程，愛因斯坦本人也是在許多科學家和家的幫助下才完成證明和推導的。所以我們三言兩語是無法詳細解釋的。只能從物理意義上來理解一下。
在廣義相對論中，依然秉承相對性原理。比如慣性系是相對的。顯然兩個同時在做自由落體運動的系統，互相之間看對方就是慣性系。
f＝ma，a＝f/m，這個公式表明什麼呢？左邊是加速度，右邊是單位質量所受的力，那就是引力場強度。意思就是加速度與引力場是等價的，加速度是引力場強度的值。
今天先聊到這裡，如果對相對論有興趣，可以單獨的聊一下「空間」問題。其實按道理說，學習相對論首先應該先了解空間是什麼，只不過那個話題聊起來太複雜。要畫的圖太多，又不能直接了當的簡單回答問題，所以這裡不談到。
把空間問題理解透了，就更容易理解空間的彎曲和加速度（引力場）之間的關係了，那時候會發現，時間原來是會變形的。
狹義相對論和廣義相對論的區別
相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論 特殊相對論 和廣義相對論 一般相對論 相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動...
狹義相對論成立的前提？還有廣義相對論成立前提？氫譜分為那幾個
狹義相對論並不要求在真空成立，在介質也是可以成立的。狹義相對論雖然是用的 真空中的光速 表示c,但這其實是一個天然速度尺度，對應於任何靜止質量為0的粒子的運動速度。任何兩個慣性系間的座標變換按照洛倫茲變換，這裡所有用到的都是真空中的光速c,或者更廣泛說，是所謂的 相互作用傳播速度 這個問題其實可以很...
狹義相對論的侷限性，狹義相對論侷限
1 狹義相對論不能解釋慣性系的特殊 優越性問題 在經典力學中，力學方程在不同的慣性參照系中具有不變性，若將同一物理現象放在非慣性系中描述，其力學方程將發生改變，這就產生了一個問題 慣性參照系是否在物理上具有特殊的性質和較其它參照系更為優越呢？物理學家牛頓 馬赫曾研究過這個問題，但都無法說明同一物理現...