爱因斯坦相对论内容 爱因斯坦相对论的具体内容

2018-10-08 - 相对论

导语:爱因斯坦相对论:一个男人与美女对坐一个小时,会觉得似乎只过了1分钟;但如果让他坐在热火炉上1分钟,却会觉得似乎过了不止1小时。这就是相对论。爱因斯坦相对论的具体内容:简单的说就是宇宙中一切物质都是弯曲的,比如时间,比如空间,如果一个参考系中,比如这个参考系是地球,那么地球上一切原理对于地球上的东西来说,那都是一样的,但如果参考系不一样的话,这就没法比较了,可是有一个东西,无论在什么参考系,那都是一样的,这个东西就是光速,时间空间弯曲的话,光也弯曲,时间空间平直的话,光也平直,但速度不变。

爱因斯坦相对论内容 爱因斯坦相对论的具体内容
爱因斯坦相对论内容 爱因斯坦相对论的具体内容

爱因斯坦相对论的具体内容

在不同惯性系中

1。光速恒长不变。

2。时间有相对性。

3。空间有相对性。

狭义相对论:

时间相对性 宇宙中没有任何两个地方时间是相同的

空间相对性 对于不同的观测者...空间也是不同的

爱因斯坦相对论内容 爱因斯坦相对论的具体内容
爱因斯坦相对论内容 爱因斯坦相对论的具体内容

质量相对性 以不同的速度运动 质量是不痛的

E=MC^2 质量和能量可以相互转化

任何事物的速度都不可能超过光速 光速在真空中是不变的...也就是说运动是绝对的!我们有一个绝对的运动的参照 就是光速!

狭义相对论原理:在任何参考系中物理现象都去相同的形式

广义相对论

认为不存在万有引力,我们所感受到的引力不过是有质量的物体对时空在成了弯曲,就像一张蹦床上放一颗保龄球,一颗玻璃珠滚过保龄球的时候就会因为蹦床弯曲而环绕其运动 或者受到其作用!当然,这只是比喻,而事实上我们的生活在4个维度中 时间和空间

引力传播的速度也是光速

广义相对性原理:在任何惯性系中,物理形式都是等效的!

相对论

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。

奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的"常识性"观念,提出了"同时的相对性","四维时空""弯曲空间"等全新的概念。

爱因斯坦相对论

简单的说就是宇宙中一切物质都是弯曲的,比如时间,比如空间,如果一个参考系中,比如这个参考系是地球,那么地球上一切原理对于地球上的东西来说,那都是一样的,但如果参考系不一样的话,这就没法比较了,可是有一个东西,无论在什么参考系,那都是一样的,这个东西就是光速,时间空间弯曲的话,光也弯曲,时间空间平直的话,光也平直,但速度不变。

我们平时说的"一个物体以光速匀速运动的话,时间就会静止"也是从以上推论得出来的。大概就是这样,要是具体解释的话我没耐心写这么多,你可以自己百度一下看看

一个男人与美女对坐一个小时,会觉得似乎只过了1分钟;但如果让他坐在热火炉上1分钟,却会觉得似乎过了不止1小时。这就是相对论。

说如果你和美女在一起会感觉时间过的很快,而在火炉旁难受感觉时间过的很慢,对于这种比喻我也真是醉了,我怎么都不敢相信爱因斯坦会这样糟蹋自己的理论,简直胡说八道。狭义相对论里的确有钟慢这一效应,那是在光速不变的前提下推算出的运动速度快的话会使时间变慢,比如说,光速不变是300000000米每秒,你的速度非常快,几乎接近光速和光的传播一致的方向运动,按照我们日常思维,以我们自身为参考系的话,测量出来的光速肯定是很小的,就好像你坐在的一辆大巴车高速行驶,后面有另一辆大巴超车,这时你看到的那辆超你的大巴是慢慢的超过你的,假如整个宇宙没别的,就这两辆大巴车,那么你就会认为自己的车是不动的,而那辆大巴正在缓慢的向前移动。

稍微有点初中物理知识的人对这点都不难理解,就是经典传统动力学里面的一条真理:运动是相对的。但是事实却不是这样,实验证实无论如何光速都是300000000不变,你自身速度已经接近光速结果光在你眼前还是一闪而过300000000米每秒,我们都知道速度就是单位时间里移动的距离,也就是距离除以时间,这样我们必须抛弃绝对时间的观念,否则这是没法解释的现象,这正是迈克尔逊莫雷实验引发的一场物理学革命,终结经典物理学一统天下的两个革命之一,另一个革命是黑体辐射引发的量子力学,这些不多谈,感兴趣的可以自己搜查资料。

再接着说什么叫抛弃绝对时间的观念,真正爱因斯坦的名言是这么说的:"只要人们愿意抛弃绝对时间的观念,以太纯属多余"以太是什么,你可能听说过以太网,如果你了解以太网是什么的话,那你应该能感受到那个宇宙中无处不在的以太是什么玩意,以太出现在经典物理学中仅仅就是为了解释麦克斯韦理论算出来的光速电磁波传播速度的,因为在经典物理学中,有速度必须有参考系,算出来的这个300000000米每秒是相对于谁而言的,那时认为就是相对于以太的玩意,然而后来问题越来越多,以太完全Hold不住场面,这才逼得爱因斯坦造反,直接抛弃以太建立了自己的相对论,狭义相对论就是从光速不变的原理中演算推论出来的一套理论,当然漏洞百出,所以才有了他后来的广义相对论。

好了说了这么多,狭义相对论里的钟慢效应到底是什么,比如一个光源a发光,在距a300000000米的地方有一点b,a和b是一个固定的系统,他们距离不变同时朝同一个方向运动,这时你和ab是同一个系统,也随着它们运动,你和ab是相对静止的,我们是属于另一个系统,看到你和ab都在移动,这时你会测量光从a到b的传播时间是1秒钟,因为你的世界光速是300000000米每秒,但在我们看来,光移动的距离分明超过了300000000米,因为你们都在移动啊,我们的世界光速也是300000000米每秒,所以我们测的光从移动着的a到移动着的b所用的时间是大于1秒钟的,这样我们的系统和你的系统就出现了时间差,这个时间差就是钟慢效应造成的,你可以想像一种极端情况,就是你和ab组成的系统移动速度非常快,几乎接近光速,在你看来光从a到b仍然只是1秒钟而已,而在我们看来,光很难从a到达b了,要用很长很长时间,因为b点在接近光速移动,光要追上b肯定要很长时间,这样的话我们感觉过了好长时间的时间对于在高速移动的你来说就是1秒钟而已

真正懂相对论的人不会,不会回答你的问题。因为三言两语根本讲不清楚。许多人都是,在那里复制,在这里粘贴。九牛一毛的东西,根本不管用。

真正是自己的兴趣爱好,那就自己去找。逐渐的去理解里面的每一个公式和证明。

要理解相对论,又岂是中学的那一点物理知识就可以的?

如果要我回到这个问题,那么这是我的答案:狭义相对论和广义相对论。

爱因斯坦相对论的具体内容

狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.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,在此不做讨论.

四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知.我在一个帖子上说过一个例子,一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的.四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种"此消彼长"的关系.

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,比如速度越大,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.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑.

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.

物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动.也就是说,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系.

伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分,也就是说,当你在封闭的船舱里,与外界完全隔绝,那么即使你拥有最发达的头脑,最先进的仪器,也无从感知你的船是匀速运动,还是静止.更无从感知速度的大小,因为没有参考.比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的.爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理:狭义相对性原理.其内容是:惯性系之间完全等价,不可区分.

著名的麦克尔逊--莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论.也就是说,无论你站在地上,还是站在飞奔的火车上,测得的光速都是一样的.这就是狭义相对论的第二个基本原理,光速不变原理.

由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容.比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m/s,一个人在车上相对车的速度也是10m/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右.

在通常情况下,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大,比如,火车速度是0.99倍光速,人的速度也是0.

99倍光速,那么地面观测者的结论不是1.98倍光速,而是0.999949倍光速.车上的人看到后面的射来的光也没有变慢,对他来说也是光速.因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的.速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明,是无可挑剔的.正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺.

爱因斯坦相对论

汽车是运动的,树木是静止的,这样说大家都能接受,但如果反过来说树木是运动的,汽车是静止的则会有很多人说你痴人说梦.其实在物理学上这两种说法都是正确的,只是所选的参照系不同而已.这也是爱因斯坦伟大的相对论创建的基本出发点.

相对论创建的第一个假设是:所有参照系都遵循相同的物理定律.无论在地上还是在匀速行驶的汽车上,用尺子量一个木板或用秒表量一个钟摆晃动10个周期的时间,结果都是相同的.但是如果木板或钟摆在一个以一定速度驶过测量者面前的车上,重复上面的测量就会得到不同的结果.这种不同就是由所有参照系都遵循相同的物理定律造成的.

相对论创建的第二个假设是:光速在所有参照系中都是恒定的.刚一听好像和第一条假设说的是同一件事,可是仔细想想就会发现其中的奥妙.第二条假设的意思是无论你坐在飞驰的火车里还是静止的躺椅中,光速都保持恒定,和你所处的运动状态无关.

原因就在于我们在处理日常物理目标的速度时得到的都是合速度.例如你驾驶一辆时速为25千米每小时的越野吉普,一位乘客以相对你10千米每小时的速度用弹弓射击前面的岩石,那么弹珠的实际运动速度就应该是35千米每小时.

可是如果打开前车灯,按照常识光速是334,800,000千米每小时,加上车的运动速度,光的实际速度就应该是334,800,025千米每小时,可实际测量光速还是334,800,000千米每小时.为什么同样的参照系光和实际物体得到的结果不同呢?

要解释它首先要从速度的定义说起.单位时间内通过的距离叫做速度,即速度是距离被时间除得到的.长度收缩学说认为一个具有质量的物体在它运动方向上的测量长度是相对缩短的,达到光速时长度相应缩短为零.学说成立的基础是测量者和被测量物处于不同的参照系,且只发生在物体运动方向,不会影响和运动垂直方向的长度.

也就是说当你驾驶一辆速度接近光速的汽车时,静止的观察者看到的车长远远小于它的实际车长,而高度方向没有变化.这种情况反过来说,即当你驾驶飞快的汽车通过一个门洞时,从你的角度来看这段距离要比实际距离短得多.

这种情况在日常生活中经常被忽略不被注意是因为物体运动速度都很慢,长度收缩现象不明显.时间和长度一样也会随着参照系的变化而变化,这就是所谓的时间膨胀.

随着运动速度的增加时间会相对变慢,一般情况下都比较微弱不易觉察,达到光速时时间会完全停止.但是这种现象也只有观察者和时钟不在同一参照系时才能发生,为了证明这一结论,两个原子钟被调节成完全相同,一个留在地球上,一个放在高速飞行的航天飞机上,当飞机降落时会发现飞机上的原子钟要比地球上的原子钟慢,慢的时间和由爱因斯坦相对论推算出来的结果相同.

也就是说航天飞机上原子钟记录的时间相对地球上静止的原子钟的时间膨胀了.

理解了近光速或等光速运动时的长度和时间的变化,车头灯光速的问题就不难解释了,因为光运动和我们普通运动所涉及的距离和时间不同而已.

相对论还有一个重要的概念就是同时性,运动状态的不同会使人们观察到物体动作的先后顺序不同,例如屋子中有两盏灯,A站在两盏灯中间,B以一定速度踩着滑板向一盏灯运动正好到达中间.当两灯同时打开时A看到的现象是两灯同时亮,而B看到的却是面对他的那盏先亮,背对他的那盏后亮.

爱因斯坦相对论

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。

狭义相对论和广义相对的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的"常识性"观念,提出了"同时的相对性"、"四维时空"、"弯曲时空"等全新的概念。它发展了牛顿力学,推动物理学发展到一个新的高度。

狭义相对性原理是相对论的两个基本假定,在目前实验的观测下,物体的运动与相对论是吻合很好的,所以目前普遍认为相对论是正确的理论。

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