1樓:宇宙觀察
物理學是怎樣從牛頓時代,跨進愛因斯坦時代的
2樓:
愛因斯坦的廣義相對論到底是什麼理論?
愛因斯坦相對論的"相對"到底是什麼意思
3樓:匿名使用者
「相對」是相對於經典力學的「絕對時空觀」來說的
以牛頓為基礎的經典力學認為物體的運動與時間流逝無關、也就是說一秒鐘就是一秒鐘的長度、無論你以什麼方式運動、這一秒鐘的長度是不變的、還有的比如我和你「同時」幹一件事之類的說法。
愛因斯坦經過對光速的思考以及一系列的計算、發現「一秒鐘」的時間間隔在不同的參考系中不一樣、即:鐘慢效應、物體運動速度越快、時間流逝地越慢、這樣就說明了時間的相對性、「同時」這個說法是沒意義的
他又發現同一物體在不同參考系中的長度不同(運動方向上的長度)、即:尺縮效應、物體運動越快、在運動方向上的長度就越短、這樣就說明了空間的相對性
精確定量的描述需要張量等一些繁雜的數學知識
由以上兩個論點以及相對論的幾個基本假設、可以得到很多結論:光線彎曲、引力紅移、「雙生子」理論、黑洞理論等等的
這些結論基本上都被後人用實驗的方式驗證了
4樓:晨曦天堂鳥
指某些我們主觀認為是絕對的東西,實際上卻是相對的。
例子:1、時間
我們主觀認為時間是絕對的,1小時就這麼長。而《相對論》中表示,時間長度是相對的,最經典的例子是:如果你一個人單獨坐在火爐旁邊1分鐘,好像過了1小時;但是有一個漂亮的姑娘陪著你坐在火爐旁,1小時好像只有1分鐘。
2、質量
2.1 初中課本上這樣定義質量:質量是物體的固有屬性,不隨任何外因的改變而改變,即質量是絕對的。
然後《相對論》中表示,質量隨物體移動速度的增大而增大,不然只要對一個光速物體的移動方向施加一個力,則該物體便超越光速了(牛二定理:f=ma,相對論:光速不可能被超越)
2.2 質量守恆定律、能量守恆定律同樣也被打破:質能方程:e=mc^2,質量可以轉化成能量,轉化率為光速的平方倍。
5樓:匿名使用者
不同參考系的時間,座標都是不同的,即時間不是絕對的。空間也不是絕對的。由此造成了空間的相對性(尺縮)與時間的相對性(鐘慢)
愛因斯坦的相對論到底是一個什麼概念
6樓:匿名使用者
普通物理學1(大學課本)
一、伽利略相對性原理和經典力學時空觀
慣性系:一個不受外力或外力合力為0的物體,保持靜止或勻速直線運動不變,這樣的參考系,叫慣性參考系,簡稱慣性系。
(新想法:如果認識到非貫性系力產生的原因,在進行物理實驗時將此力(慣性力)一併計算,那麼就與跳出非慣性系,在慣性系中實驗得到一樣的結論,就可以把非慣性系當成慣性系對待——這與廣義相對論的相對性原理是類似的)
一切彼此作勻速直線運動的慣性系,對於描寫機械運動的力學規律來說是完全等價的,在一個慣性系的「內部」所作的任何力學實驗,都不能確定這一慣性系本身是在靜止狀態,還是在作勻速直線運動。這個原理叫力學相對性原理,或伽利略相對性原理。
牛頓說:「絕對的、真正的和數學的時間自己流逝著,並由於它的本性而均勻地、與任一外界物件無關地流逝著。」「絕對空間,就本性而言,與外界任何事物無關,而永是相同的和不動的。
」(見牛頓著作《自然哲學的數學原理》)
二、狹義相對論的提出背景
在19世紀末,人們知道光速是有限的,在測量光速時發現,木星衛星發出的光,到達地球的時間是相同的,而不管地球是朝向衛星運動還是背向衛星運動。這不符合物體運動的速度疊加原理(a參照系相對於b參照系速度為v1,a上發出相對a速度為v2的物體,物體相對於b速度為v1+v2),而符合波的性質,因為當時已知的所有波都有介質,因此人們假設光也有介質,定名為「以太」,光在以太中穩定傳播,所以與地球的運動無關。
由於地球並非宇宙中的特殊天體,以太應該對地球有相對運動,而著名的邁克耳孫(a.a.michelson)和莫雷(e.
w.morley)實驗證明了相對地球運動的以太不存在,也就是說,如果存在以太,以太就是對地球靜止的,這裡和一些人認為的證明了以太不存在,敘述上有一點點區別。
2023年,愛因斯坦提出兩條假設:
1。相對性原理:物理學在一切慣性參考系中都具有相同的數學表達形式,也就是說,所有慣性系對於描述物理現象都是等價的。(夠絕對的)
2。光速不變原理:在彼此相對作勻速直線運動的任一慣性參考系中,所測得的光在真空中的傳播速度都是相等的。
2023年到2023年,歐洲核子中心(cern)在質子同步加速器中作了有關光速的精密實驗測量,直接驗證了光速不變原理。實驗結果是,在同步加速器中產生的一種介子(寫法是派的0次方)以0.99975c的高速飛行,它在飛行中發生衰變,輻射出能量為6000000000ev的光子,測得光子的實驗室速度仍是c。
三、狹義相對論時空觀
狹義相對論為人們提出了一個不同於經典力學的時空觀。按照經典力學,相對於一個慣性系來說,在不同的地點、同時發生的兩個事件,相對於另一個與之作相對運動的慣性系來說,也是同時發生的。但相對論指出,同時性問題是相對的,不是絕對的。
在某個慣性系中在不同地點同時發生的兩個事件,到了另一個慣性系中,就不一定是同時的了。經典力學認為時空的量度不因慣性系的選擇而變,也就是說,時空的量度是絕對的。相對論認為時空的量度也是相對的,不是絕對的,它們將因慣性系的選擇而有所不同。
所有這一切都是狹義相對論時空觀的具體反映。
同時的相對性
現舉一個假想實驗,一列勻速運動的火車,車頭和車尾分別裝有兩個標記a1、b1當他們分別與地面上的兩個標記a、b重合時,各自發出一個閃光。在a、b的中點c和a1、b1的中點c1,各裝一個接受器,c點將同時接收到兩端的訊號,而訊號傳遞需要時間,在這段時間內火車向前運動了,所以c1先收到車頭的訊號,後收到車尾的訊號。也就是說,不同的參照系沒有認為兩個事件都是同時發生的。
「同時」有相對性。
四、洛倫茲座標變換
洛倫茲公式是洛倫茲為彌補經典理論中所暴露的缺陷而建立起來的。洛倫茲是一位理論物理學家,是經典電子論的創始人。
座標系k1(o1,x1,y1,z1)以速度v相對於座標系k(o,x,y,z)作勻速直線運動;三對座標分別平行,v沿x軸正方向,並設x軸與x1軸重合,且當t1=t=0時原點o1與o重合。設p為被「觀察」的某一事件,在k系中觀察者「看」來。它是在t時刻發生在(x,y,z)處的,而在k1系中的觀察者看來,它是在t1時刻發生在(x1,y1,z1)處的。
這樣的兩個座標系間的變換,我們叫洛倫茲座標變換。
在推導洛倫茲變換之前,作為一條公設,我們必須假設時間和空間都是均勻的,因此它們之間的變換關係必須是線性關係。如果方程式不是線性的,那麼,對兩個特定事件的空間間隔與時間間隔的測量結果就會與該間隔在座標系中的位置與時間發生關係,從而破壞了時空的均勻性。例如,設x1與x的平方有關,即x1=ax^2,於是兩個k1系中的距離和它們在k系中的座標之間的關係將由x1a-x1b=a(xa^2-xb^2)表示。
現在我們設k系中有一單位長度的棒,其端點落在xa=2m和xb=1m處,則x1a-x1b=3am。這同一根棒,其端點在xa=5m和xb=4m處,則我們得到x1a-x1b=9am。這樣,對同一根棒的測量結果將隨棒在空間的位置的不同而不同。
為了不使我們的時空座標系原點的選擇與其他點相比較有某種物理上的特殊性,變換式必須是線性的。
先寫出伽利略變換:x=x1+vt1; x1=x-vt
增加係數k,x=k(x1+vt1); x1=k1(x-vt)
根據狹義相對論的相對性原理,k和k1是等價的,上面兩個等式的形式就應該相同(除正負號外),所以兩式中的比例常數k和k1應該相等,即有k=k1。
這樣, x1=k(x-vt)
為了獲得確定的變換法則,必須求出常數k,根據光速不變原理,假設光訊號在o與o1重合時(t=t1=0)就由重合點沿ox軸前進,那麼任一瞬時t(由座標系k1量度則是t1),光訊號到達點的座標對兩個座標系來說,分別是 x=ct; x1=ct1
xx1=k^2 (x-vt)(x1+vt1)
c^2 tt1=k^2 tt1(c-v)(c+v)
由此得k= 1/ (1-v^2/c^2)^(1/2)
於是t1=(t-vx/c^2) / (1-v^2/c^2)^(1/2)
t= (t1+vx/c^2)/ (1-v^2/c^2)^(1/2)
愛因斯坦假設:
1.物理體系的狀態據以變化的定律,同描述這些狀態變化時所參照的座標系究竟是用兩個在互相勻速移動著的座標系中的哪一個並無關係。
2.任何光線在「靜止的」座標系中都是以確定的速度c運動著,不管這道光線是由靜止的還是運動的物體發射出來的。」
7樓:紫夜天芒
狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提示了質量與能量相當,給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的巨集觀物體並不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快,有的接近甚至達到光速,所以粒子的物理學離不開相對論。
質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件,而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。 廣義相對論建立了完善的引力理論,而引力理論主要涉及的是天體。到現在,相對論宇宙學進一步發展,而引力波物理、緻密天體物理和黑洞物理這些屬於相對論天體物理學的分支學科都有一定的進展,吸引了許多科學家進行研究。
8樓:匿名使用者
其實我對這個概念也是一知半解的在網上找了點資料希望對你有用相對論是這時候,工作在瑞士首都伯爾尼的瑞士專利局的一個名叫阿爾波特 愛因斯坦的年輕人
9樓:匿名使用者
愛因斯坦活著的時候說這個世界上只有兩個半人懂相對論,其中一個是他自己。後來出現了一條新聞說,這世界上只有十二個人理解相對論。即使現在的科學發展了許多,還是沒有人能夠完全理解他的理論。
因為有一個簡單的矛盾是:光速是速度的極限(狹義相對論)。舉個簡單的例子就是我們的一個常識,你在火車上,以1米每秒的速度向前走,火車以20米每秒的速度在地面上向前走,你相對地面的速度是21米每秒的速度。
可是當你坐在以光速向前行駛的火車上時,你在以光速向前走,在我們的常識下,你相對地面的速度是2倍的光速。但,實際上你相對地面的速度還是光速。這是不可思議的事情。
違反了可以解決地球上「一切」問題的牛頓力學。廣義相對論是基於黎曼幾何的幾何學物理理論,物體因為有質量的存在會產生場(場是能量的一種表現形式),在場的作用下物體會按固定的軌道執行,由於e=mc^2,可以得出光也是具有質量的。在真空中,光也會受到場的作用而彎曲,這與我們常識中的光沿直線傳播是矛盾的。
還有一點是,由於物體釋放能量而消耗質量,場的能量會減弱,質量小的天體會向其中心天體靠近。但是移動的速度會比牛頓的萬有引力定律測量值小。愛因斯坦宣告,這是因為引力場是符合黎曼幾何結構的,並非牛頓的只與兩天體質量有關。
如果你想現在學習相對論,或者說了解,最好先理解第一個矛盾,光的速度的速度的極限。因為,愛因斯坦的一切理論都是在這個基礎上建立的。當你能想明白這句話是正確的時候,我想你可以自學相對論了。
如果你是一個物理學愛好者,我更希望你去學習伽利略,因為,伽利略有五項重要的理論,影響了整個科學的發展,即使說愛因斯坦的理論是建立在伽利略的基礎上的也不足為過。伽利略完全可以被定義為科學的祖宗。
愛因斯坦相對論原文是什麼,愛因斯坦的相對論原文(中文版)
相對論 是愛因斯坦所著的一部在世界科學理論界影響巨大的著作,主要包括狹義相對論和廣義相對論原理的闡述,中文版本由周學政 徐有智編譯 是他本人寫的 狹義與廣義相對論淺說 論動體的電動力學 這是愛因斯坦第一次闡述相對論的 愛因斯坦的相對論原文 中文版 求廣義相對論的原文 中文版 和狹義相對論的原文 中文...
愛因斯坦的相對論內容是什麼
物理學是怎樣從牛頓時代,跨進愛因斯坦時代的 愛因斯坦相對論是關於時空和引力的基本理論,主要由愛因斯坦 albert einstein 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相對性原理,即物理定律與參照系的選擇無關。狹義相對論討論的是勻速直線運動的慣性參照系之間...
愛因斯坦的相對論主要是說的是什麼
相對論 作為愛因斯坦終生事業的標誌是他的相對論 他在1905年發表的題為 論動體的電動力學 的 中,完整地提出了狹義相對論,在很大程度上解決了19世紀末出現的經典物理學的危機,推動了整個物理學理論的革命。19世紀末是物理學的變革時期,新的實驗結果衝擊著伽利略 i.牛頓以來建立的經典物理學體系。以h....