[理学]狭义相对论中的有关结论

狭义相对论中的有关结论,1010181王希,狭义相对论产生,自十九世纪末到二十世纪初涌现了许多和经典物理学相矛盾的观测现象，解决旧理论与实验的矛盾召唤着新理论。当别人忙着在经典物理的框架内用形形色色的理论来修补“以太风”的学说时，爱因斯坦另辟蹊径，提出两个重要假设来：相对性原理与光速不变原理。,两个重要假设,相对性原理：所有的惯性系都是平权的，在他们之中所有的物理规律都一样。光速不变原理：在所有的惯性系中测量到的真空光速c都是一样的。,洛伦兹变换,洛伦兹变换描述的是在不同惯性系中同一事件的时间和空间坐标的变换关系，下面让我们自己来推导一下变换公式。假设有一惯性系R，其中有空间坐标系Oxyz，并且其中的时间由一系列与R静止且对准的钟来表示，相似的， 另有一R系中有坐标系Oxyz, 其中的时间由一系列与R静止 且对准的钟来表示.为了简便设 在t=t=0时,O,O重合，R相对 R沿x(x)轴以速度V运动。,R系O点坐标x=0， R系中O点坐标x=-vt，即x+vt=0若令x=（x+vt） (1)由于运动的相对性，将x与x对调，v换成-v则有x= (x-vt) (2)由（1）（2）解得 (3) (4),现在要确定 ：当t=t=0时，从坐标原点发出一道光，对于R和R分别有x=ct (4)和x=ct (5)将(4)(5)分别代入(1)(2)得：ct= t(c+v) (6) ct= t(c-v) (7),(6)(7)式相乘得： (8)将（8）分别代入（3）(4)即可得到坐标变换公式为,其中：,好了，我们已经亲手导出洛伦兹变换的公式了,其他相关概念,时空弯曲四维时空,有关时空弯曲,利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边 经过的任何其它事 物，即使是光线， 也改变路径。,另外广义相对 论指出，时空曲率 将产生引力。当光 线经过一些大质量 的天体时，它的路 线是弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲，即使是光线也无法逃逸。,四维时空在 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。,有关四维时空,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，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。,在狭义相对论中，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。,附（爱因斯坦生平）,爱因斯坦是德裔美国物理学家（拥有瑞士国籍），思想家及哲学家，犹太人，现代物理学的开创者和奠基人，相对论“质能关系”的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者（振动的粒子）不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国时代周刊评选为“世纪伟人”。,中文名：阿尔伯特爱因斯坦 英文名：Albert Einstein 国籍：美国、瑞士双重国籍 民族：犹太族 出生地：德国乌尔姆市 出生日期：1879年3月14日 逝世日期：195