狹義相對論中的有關(guān)結(jié)論

1、狹義相對論中的有關(guān)結(jié)論1010181王希狹義相對論產(chǎn)生自十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初涌現(xiàn)了許多和經(jīng)典物理學(xué)相矛盾的觀測現(xiàn)象，解決舊理論與實(shí)驗(yàn)的矛盾召喚著新理論。當(dāng)別人忙著在經(jīng)典物理的框架內(nèi)用形形色色的理論來修補(bǔ)“以太風(fēng)的學(xué)說時(shí)，愛因斯坦另辟蹊徑，提出兩個(gè)重要假設(shè)來：相對性原理與光速不變原理。 兩個(gè)重要假設(shè)相對性原理：所有的慣性系都是平權(quán)的，在他們之中所有的物理規(guī)律都一樣。光速不變原理：在所有的慣性系中測量到的真空光速c都是一樣的。洛倫茲變換洛倫茲變換描述的是在不同慣性系中同一事件的時(shí)間和空間坐標(biāo)的變換關(guān)系，下面讓我們自己來推導(dǎo)一下變換公式。假設(shè)有一慣性系R，其中有空間坐標(biāo)系Oxyz，并且其中的時(shí)間由

2、一系列與R靜止且對準(zhǔn)的鐘來表示，相似的， 另有一R系中有坐標(biāo)系Oxyz, 其中的時(shí)間由一系列與R靜止 且對準(zhǔn)的鐘來表示.為了簡便設(shè) 在t=t=0時(shí),O,O重合，R相對 R沿x(x)軸以速度V運(yùn)動(dòng)。R系O點(diǎn)坐標(biāo)x=0， R系中O點(diǎn)坐標(biāo)x=-vt，即x+vt=0假設(shè)令x=x+vt (1)由于運(yùn)動(dòng)的相對性，將x與x對調(diào)，v換成-v那么有x= (x-vt) (2)由12解得 (3) (4)現(xiàn)在要確定 ：當(dāng)t=t=0時(shí)，從坐標(biāo)原點(diǎn)發(fā)出一道光，對于R和R分別有x=ct (4)和x=ct (5)將(4)(5)分別代入(1)(2)得：ct= t(c+v) (6) ct= t(c-v) (7) (6)(7)式相

3、乘得： (8)將8分別代入3(4)即可得到坐標(biāo)變換公式為其中：好了，我們已經(jīng)親手導(dǎo)出洛倫茲變換的公式了其他相關(guān)概念時(shí)空彎曲四維時(shí)空有關(guān)時(shí)空彎曲利用數(shù)學(xué)，愛因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很大的相對質(zhì)量例如一顆恒星時(shí)，這種彎曲可使從它旁邊 經(jīng)過的任何其它事 物，即使是光線， 也改變路徑。 另外廣義相對 論指出，時(shí)空曲率 將產(chǎn)生引力。當(dāng)光 線經(jīng)過一些大質(zhì)量 的天體時(shí)，它的路 線是彎曲的，這源于它沿著大質(zhì)量物體所形成的時(shí)空曲率。因?yàn)楹诙词菢O大的質(zhì)量的濃縮，它周圍的時(shí)空非常彎曲，即使是光線也無法逃逸。 四維時(shí)空在 數(shù)學(xué)上有各種多維空間 ，但目前為止，我們認(rèn) 識的物理世界只是四維 ，即三維

4、空間加一維時(shí) 間。現(xiàn)代微觀物理學(xué)提 到的高維空 間是另一層 意思，只有數(shù)學(xué)意義。有關(guān)四維時(shí)空四維時(shí)空不僅限于此，由質(zhì)能關(guān)系知，質(zhì)量和能量實(shí)際是一回事，質(zhì)量或能量并不是獨(dú)立的，而是與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的，如速度越大，質(zhì)量越大。在四維時(shí)空里，質(zhì)量或能量實(shí)際是四維動(dòng)量的第四維分量，動(dòng)量是描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量，因此質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時(shí)空里，動(dòng)量和能量實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，稱為能量動(dòng)量四矢。另外在四維時(shí)空里還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統(tǒng)一了電和磁，電場和磁場用一個(gè)統(tǒng)一的電磁場張量來描述。四維時(shí)空的物理定律比三維定律

5、要完美的多，這說明我們的世界確實(shí)是四維的。在狹義相對論中，時(shí)間與空間構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體四維時(shí)空，能量與動(dòng)量也構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體四維動(dòng)量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。在今后論及廣義相對論時(shí)我們還會看到，時(shí)空與能量動(dòng)量四矢之間也存在著深刻的聯(lián)系。附愛因斯坦生平愛因斯坦是德裔美國物理學(xué)家擁有瑞士國籍，思想家及哲學(xué)家，猶太人，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，相對論“質(zhì)能關(guān)系的提出者，“決定論量子力學(xué)詮釋的保衛(wèi)者振動(dòng)的粒子不擲骰子的上帝。1999年12月26日，愛因斯坦被美國?時(shí)代周刊?評選為“世紀(jì)偉人。中文名：阿爾伯特愛因斯坦 英文名：Albert Einstein 國籍：美國、瑞士雙重國籍 民族：猶太族 出生地：德國烏爾姆市 出生日期：1879年3月14日 逝世日期：1955年4月