相对论的诞生

第15章相对论简介，15.1相对论的诞生，牛顿经典力学的基础是以牛顿命名的三个定律。这个理论形成于17世纪，在未来的两个多世纪里，牛顿力学对科学技术的发展有着巨大的推动作用，本身也有了很大的发展。但是到了20世纪，物理学的研究领域开始深入到微观高速领域，这时，发现牛顿力学不再适用于这个领域。物理学的发展需要对牛顿力学和几个长期以来被认为不言自明的基本概念进行根本性的改变，物理学需要革命！20世纪初诞生的相对论和量子力学是从古典物理到现代物理的象征。20世纪最伟大的科学家爱因斯坦，一，经典相对论，一，惯性系：牛顿运动定律成立的参照系是关于一个惯性参考系进行匀速直线运动的另一个参考系，惯性系2，伽利略的相对论力学定律在任何惯性系中都是一样的，在另一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否与其他惯性系相等，或者所有惯性系统都是扁平的。牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假设提出的，这是人们认识，一方面是牛顿力学解决力学问题的巨大工作。相反，观察结果与人们的经验一致。但是在19世纪中叶，人们研究与物体运动相关的电磁现象时，发现电子现象的规律不符合相对性。其中最典型的是光速。在不同的参考系中观察物体的运动可能有所不同，物体在空间上运动的概念也可能是相对的。在不同的参照系观察物体的运动，光速的恒定特性，同一运动的相对性之间似乎产生了矛盾？但是实验现象表明，无论光源和观察者做什么相对运动，光速都是恒定的。v，光速=，光速=，这个结论被确认了，特别是在1887年迈克尔森和莫雷做的实验中最知名的以后，为了很多准确的实验。很明显，光速的测量与光源或测量员的相对运动，即参考框架无关。可见光和电磁波的运动不符合伽利略的相对原理。在某参考框架中测量的光在真空中的速度应该是这个数字，当时人们为了解决这个困难，提出了以下三种可能性。(1)麦克斯韦的电磁理论是错误的，正确的电磁方程必须满足伽利略的不变性。(2)牛顿力学和麦克斯韦电磁理论都是真的，但麦克斯韦电磁理论只在特定惯性系中成立。(3)如果牛顿力学和伽利略是错误的，那么麦克斯韦电磁理论在这个新的转换中必须具有不变性。这意味着经典牛顿力学需要修正，修正的力学方程在新的变换中具有不变性。第二，相对论和电磁定律，19世纪末20世纪初物理学家推测，有一种介质叫以太，是电磁波传播时所需的媒介。使用以太作为参考系统时，只有麦克斯韦的电磁理论成立。今天，以太似乎是特定参考系统的代表。麦克尔森实验表明，这样的特殊参考系统不存在，实际上，宇宙中并不存在以太。迈克尔森后天实验，上述矛盾正面临物理学家为了配合实验结果而修改现有理论的两个选择(比较容易，但往往无效)。另一种说法创立了“麦克斯韦电磁理论只适用于特定惯性系”的全新理论。爱因斯坦、庞加莱等选择了后者，并提出了两个假设。三、特殊相对论的两个基本假设，一、特殊相对性在不同惯性参考系中，所有物理定律在相同的2、光速不变原理真空的光速在不同惯性参考系中是相同的，光速与光源、观测者之间的相对运动无关。爱因斯坦在这样简单和一般的两个假设的基础上，确立了综合理论特殊相对论，并正确理解了两个基本。自然法则包括所有其他物理定律，不仅包括力学定律，还包括电磁学定律。真空中光速不变强调不依赖光速、观察者的运动或光的传播方向。几十年来，科学家利用各种先进的物理技术测量光速，结果并不违反光速不变的原理。摘要，首先，伽利略相对论力学定律在所有惯性系统中是相同的2，相对论和电磁定律之间的矛盾3，狭义相对论的两个基本假设1，其他惯性参考系统的狭义相对论，所有物理定律都是相同的2，光速不变原理真空中的光速在不同惯性参考系统中是相同的，光速与光源、观察者之间的相对运动无关。相对论的时空观念与人们内在的时空观念有很大的差异，使一般人难以理解。人们称赞爱因斯坦的伟大，但往往不理解其伟大内容。这使英国诗人光谱学想起牛顿的诗