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物理论文终稿范文 物体与参照物间的相对运动摘要惯性系间，如果相对运动的参照物相对于一个惯性系静止，则物体的空间坐标和运动时间变化趋势变换与狭义相对论的时空变换形式一致。 应用于热力学系统微观统计理论，可得运动物体的温度升高T=T0。 狭义相对论佯谬是其自身固有的，解决这些佯谬需要进一步探讨物质相对运动理论。 我们观点是所有物质的运动都是物质相对于另一物质（参照物）的运动，相对运动具有绝对性；两惯性系各自的静止时间，像物质的静质量一样，在惯性系间具有不变性，为物质系统的系统时间；由系统时间的性质，可以确定两物质点间系统空间的不变性；假设光与有静质量物质的运动可统一描述，则光速不变原理揭示了速度与运动时空、系统时空之间的关系。 关键词惯性参照系，相对运动，系统时空，运动时空，状态变换，趋势变换狭义相对论建立100多年来，人们提出了许多佯谬。 形式上，这些佯谬可以分为两类关于时间的佯谬和关于长度的佯谬。 运动时钟的速率变慢，使得不同惯性系中的两个观察者得到的是互相矛盾的结论。 这就是所谓的“时钟佯谬”。 一般认为，在相对论里，时间失去了绝对意义，变成了一个操作概念，要比较时间的快慢，必须有相应的测量操作程序，也就是必须“对钟”。 不“对钟”，双方时间无所谓快慢。 由此衍生出了著名的孪生子佯谬。 有人认为，作往返运动的时钟经历了不同的惯性系，有加速或减速过程，要解决这个问题，必须应用广义相对论。 但是，实验证明，加速或减速过程对时钟的速率没有影响。 如果加速、减速阶段的时间远小于匀速运动的时间，就可以忽略加速、减速阶段，使得孪生子佯谬可以在狭义相对论范围内圆满解决。 长度收缩佯谬是狭义相对论的长度收缩效应引起的。 水平桌面上的一根棍子，沿长度方向运动，桌面上有一个宽等于棍子静止长度的陷阱。 在桌面的观测者看来，棍子收缩，当它到达陷阱时，整体掉了进去。 但是，在棍子参考系看来，是陷阱的宽度缩短了，棍子顺利地通过了陷阱。 计算表明，在棍子参考系看来，当棍子到达陷阱时，棍子前端将会弯曲，变成抛物线形状，然后掉进陷阱里。 或者，棍子受桌面支持力均匀的情况，如果支持力不均匀，如集中在中点，则棍子不会掉入陷阱中。 另外，还有人认为，棍子的厚度的是不可忽略的，棍子的上表面部分还没来得及“掉”下去，棍子就已经通过陷阱了。 这里我们要注意“测量形象”和“视觉形象”的区别。 当我们“测量”物体的长度时，要求光同时从物体两端反射出来；当我们“观看”一个物体时，则是物体各处反射的光同时到达眼睛。 长度收缩公式是通过“测量”得到的，运动物体“收缩”是一种“测量形象”。 物体各处到眼睛的距离并不相同，而光速又是有限的，它是一个常数c，因此同时从物体表面出来的光并不同时到达眼睛。 狭义相对论由光速不变原理得到的时间变换，其实是一个惯性系中运动时间与静止时间的关系。 按这种理解，需要我们重新考虑两个基本问题根据光速不变原理，速度与运动时间或静止时间是什么关系；按照相对性原理，物理规律在惯性系之间如何变换: 1、物质的运动，既有相对于参照系的运动，也有相对于参照系中运动物质的运动。 如果我们认为惯性参照系并不是纯粹的坐标系，必须有实际物质作依托，具有物质属性，那么，相对于参照系的运动就相当于相对于参照系中静止物质的运动。 这样，所有的物质运动都可归结为两物质点间的相对运动，我们可以对任意运动进行统一描述“在惯性系中，物质的运动都是相对于另一物质的运动，相对运动具有绝对性”。 所相对的物质，我们称为物质运动的参照物。 同一个参照系中，相对于不同参照物的运动，是不同的相对运动。 或者理解为物质在不同参照空间中的运动参照物静止时物质相对于静止空间（参照系）运动，参照物运动时物质相对于运动空间（参照系中的参照物）运动。 物质相对于运动参照物的运动，与物质、运动参照物分别相对于惯性系的运动之差，物理上是有区别的。 2、描述两点间相对运动的时间，我们使用惯性系O中静止观察者的静止时钟所指示的时间。 在相对于这个惯性系运动的惯性系O中，相对于O静止的观察者，描述这同一对物质点间相对运动，则使用相对于O静止观察者的静止时钟所指示的时间。 惯性系中静止观察者的静止时钟所指示的时间，我们称之为各惯性系中的系统时间。 3、与时间概念类似，惯性系中静止观察者的静止尺所指示的空间，我们称之为各惯性系中的系统空间。 4.光速不变原理与物质的相对运动惯性参照系的全同性，使得自然界中物质运动量的最大值，要么能趋近于无穷大，要么有一个有限且在惯性系间不变的极限值。 速度似乎存在一个有限的极限值光速，它反映了我们认知世界的所谓真空的性质。 爱因斯坦对光速不变原理的叙述是“任何光线在静止的坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。 对此，我们还可以理解为任意运动光源产生的光，用任意运动仪器测量得到的光的速度都是光速。 对于运动的球体，球面上同时接收到光信号，但参照系上与球面重合的静止点接收到光信号的时间则不同。 球面接收到光信号时刻，与光同向运动的球面的重合点还没有接收到光信号，而相向运动的球面的重合点却早已接收到光信号。 对于光来说，球面和球面重合的静止点是不同的运动参照物，光相对于球面和相对于球面重合静止点（相当于参照系观察者）的运动是不同参照空间中的两个运动。 5.惯性系间的变换惯性系间的变换应当是某一时刻物质系统的状态和坐标变化趋势的变换，一般不能把一个惯性系中的变化过程通过变换得到另一个惯性系中的变化过程。 因此，热力学系统在任何惯性系中的任何时刻，都有确定的空间状态，统计理论必然能够应用于运动热力学系统。 如果把物质运动时空变化量看作是某一时刻（如坐标原点重合的瞬时）时空变化的微分，可以体现整个物质系统所有微分元的时空变化趋势，反映物质系统运动发展变化，我们称为物质的时空变化趋势变换。 形式上与狭义相对论的洛仑兹时空坐标变换相同。 物理定律反映物质发展变化趋势的规律。 在惯性系间，时空变化趋势变换以四维形式变换；反映物质状态的时空瞬时坐标在惯性系间不变（物质系统的时空分布在惯性系间不变），四