狹義相對論的內容是什麼?普通人怎麼理解狹義相對論

時間 2021-10-30 05:53:29

1樓:一ke千禧果

狹義相對論的內容是:時間和空間都與物質的運動有關,隨著物質運動速度的變化而變化。

狹義相對論對於大多數沒有數學和物理基礎的人來說,難以通過簡單的文字表述理解,我們需要聯絡到實際物體來理解。一個很經典的例子,一對雙胞胎兄弟,其中一個去太空旅行,當他回來後會發現他比留在地球上的兄弟年輕許多。因為相對地,他的時間走得更慢。

在這樣一個例子中,就印證了狹義相對論的內容。

所以,對於普通人,可以簡單地將狹義相對論理解為另一種時間、時空觀,在這裡,時間和空間都與物質的運動有關。

2樓:神級小玩家

狹義相對論是指物質在相互作用中作永恆的運動,沒有不運動的物質,也沒有無物質的運動。普通人想要理解相對論首先要明白四維空間的定義,在此基礎上理解相對論。

3樓:adhas獅子

兩條原理:

1.光速不變原理。

2.相對性原理。

光速不變原理就是光速在任何參考系下速度都是不變的,即約等於3億公里每秒。相對性原理就是我們知道的所有的物理學規律,在相對做勻速直線運動的慣性系中是相同的。

愛因斯坦狹義相對論的核心內容是什麼?

4樓:匿名使用者

一切都是相對的。 整個狹義相對論是建立在兩條假設之上:1光速不變原理2相對性原理

如果你能把這兩條假設中的任何一條否定了,那麼狹義相對論就不成立

5樓:匿名使用者

沒有絕對的時間觀和空間觀

愛因斯坦狹義相對論對時空的主要內容是什麼?(稍具體)

6樓:

時間和空間的測量結果在不同的參考系裡是不一樣的,運動的鐘會變慢,運動的棒會縮短,運動的物體質量會變大,光速在所有的參考系裡都一樣,光速最大,這就是狹義相對論的內容

7樓:宇宙的波函式

最本質的回答是:狹義相對論告訴我們,我們的時空是閔科夫斯基空間,而不是歐幾里得空間。其他的,比如說鐘慢和尺縮效應,都是表面現象,太膚淺

8樓:匿名使用者

所有物質的速度不能超過光速。主要內容是這個還有公式是e=m(c)2

愛因斯坦提出的狹義相對論的時空觀的主要內容是什麼?

9樓:匿名使用者

1.不存在絕對的空間和絕對的時間。

2.空間、時間與在其中運動的物質存在著密不可分的聯絡。

3.空間和時間是緊密相聯的,統一構成閔可夫斯基四維空間(即偽歐幾里德空間)。

廣義相對論時空觀:

1.在無引力場存在時,時空是歐幾里德特性的「平直」時空。

2.在有引力場存在時,時空是非歐幾里德特性的「彎曲」時空。

廣義和狹義相對論的內容分別是什麼?

10樓:跳出海的魚

狹義相對論的內容:

1.物理體系的狀態據以變化的定律,同描述這些狀態變化時所參照的座標系究竟是用兩個在互相勻速移動著的座標系中的哪一個並無關係。

2.任何光線在「靜止的」座標系中都是以確定的速度c運動著,不管這道光線是由靜止的還是運動的物體發射出來的。」

廣義相對論的內容:

1.引力和慣性力是等效的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。

測地線方程與物體自身固有性質無關,只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉,造成引力作用效應。

正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走。

2.引力是時空局域幾何性質的表現。非歐幾何的一般數學理論是由高斯於2023年完成的(2023年發表),他在研究曲面的性質時不再借助外圍空間,而直接將曲面作為研究物件,創立了曲面的「內蘊」幾何學。

2023年,高斯的學生黎曼將高斯的內蘊幾何學推廣到高維空間,建立起任意維度的彎曲空間的幾何學基礎,被稱為黎曼幾何,在愛因斯坦發展出廣義相對論之前,絕大多數人認為非歐幾何是無法應用到真實世界中來的。

11樓:匿名使用者

狹義相對論

2023年,愛因斯坦發表了狹義相對論的奠基性**《論運動物體的電動力學》。關於狹義相對論的基本原理,他寫道: 「下面的考慮是以相對性原理和光速不變原理為依據的,這兩條原理我們規定如下:

1.物理體系的狀態據以變化的定律,同描述這些狀態變化時所參照的座標系究竟是用兩個在互相勻速移動著的座標系中的哪一個並無關係。

2.任何光線在「靜止的」座標系中都是以確定的速度c運動著,不管這道光線是由靜止的還是運動的物體發射出來的。」

其中第一條就是相對性原理,第二條是光速不變性(人為假定的)。整個狹義相對論就建築在這兩條基本原理上。

愛因斯坦的哲學觀念是,自然界應當是和諧而簡單的。的確,他的理論常有一種引人注目的特色:出於簡單而歸於深奧。

狹義相對論就是具有這種特色的一個體系。狹義相對論的兩條基本原理似乎是並不難接受的「簡單事實」,然而它們的推論卻根本地改變了牛頓以來物理學的根基。

根據狹義相對性原理,慣性系是完全等價的,因此,在同一個慣性系中,存在統一的時間,稱為同時性,而相對論證明,在不同的慣性系中,卻沒有統一的同時性,也就是兩個事件(時空點)在一個慣性系內同時,在另一個慣性系內就可能不同時,這就是同時的相對性,在慣性系中,同一物理過程的時間程序是完全相同的,如果用同一物理過程來度量時間,就可在整個慣性系中得到統一的時間。在今後的廣義相對論中可以知道,非慣性系中,時空是不均勻的,也就是說,在同一非慣性系中,沒有統一的時間,因此不能建立統一的同時性。

相對論匯出了不同慣性系之間時間進度的關係,發現運動的慣性系時間進度慢,這就是所謂的鐘慢效應。可以通俗的理解為,運動的鐘比靜止的鐘走得慢,而且,運動速度越快,鍾走的越慢,接近光速時,鍾就幾乎停止了。

尺子的長度就是在一慣性系中"同時"得到的兩個端點的座標值的差。由於"同時"的相對性,不同慣性系中測量的長度也不同。相對論證明,在尺子長度方向上運動的尺子比靜止的尺子短,這就是所謂的尺縮效應,當速度接近光速時,尺子縮成一個點。

由以上陳述可知,鐘慢和尺縮的原理就是時間進度有相對性。也就是說,時間進度與參考系有關。這就從根本上否定了牛頓的絕對時空觀,相對論認為,絕對時間是不存在的,然而時間仍是個客觀量。

比如在下期將討論的雙生子理想實驗中,哥哥乘飛船回來後是15歲,弟弟可能已經是45歲了,說明時間是相對的,但哥哥的確是活了15年,弟弟也的確認為自己活了45年,這是與參考系無關的,時間又是"絕對的"。這說明,不論物體運動狀態如何,它本身所經歷的時間是一個客觀量,是絕對的,這稱為固有時。也就是說,無論你以什麼形式運動,你都認為你喝咖啡的速度很正常,你的生活規律都沒有被打亂,但別人可能看到你喝咖啡用了100年,而從放下杯子到壽終正寢只用了一秒鐘。

廣義相對論

等效原理:引力和慣性力是完全等效的。 現在有學者發現引力與慣性力是不等效的。

廣義相對性原理:物理定律的形式在一切參考系都是不變的。

普通物理學(大學課本)中是這樣描述這兩個原理的:

等效原理:在處於均勻的恆定引力場影響下的慣性系,所發生的一切物理現象,可以和一個不受引力場影響的,但以恆定加速度運動的非慣性系內的物理現象完全相同。

廣義相對論的相對性原理:所有非慣性系和有引力場存在的慣性系對於描述物理現象都是等價的。

愛因斯坦提出「等效原理」,即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上。根據等效原理,愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。

物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身固有性質無關,只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。

物質質量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉,造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走。

引力是時空局域幾何性質的表現。雖然廣義相對論是愛因斯坦創立的,但是它的數學基礎的源頭可以追溯到歐氏幾何的公理和數個世紀以來為證明歐幾里德第五公設(即平行線永遠保持等距)所做的努力,這方面的努力在羅巴切夫斯基、bolyai、高斯的工作中到達了頂點:他們指出歐氏第五公設是不能用前四條公設證明的。

非歐幾何的一般數學理論是由高斯的學生黎曼發展出來的。所以也稱為黎曼幾何或曲面幾何,在愛因斯坦發展出廣義相對論之前,人們都認為非歐幾何是無法應用到真實世界中來的。

在廣義相對論中,引力的作用被「幾何化」——即是說:狹義相對論的閔氏空間背景加上萬有引力的物理圖景在廣義相對論中變成了黎曼空間背景下不受力(假設沒有電磁等相互作用)的自由運動的物理圖景,其動力學方程與自身質量無關而成為測地線方程:

而萬有引力定律也代之以愛因斯坦場方程: r_ - \fracg_ r = - 8 \pi t_

其中 g 為牛頓萬有引力常數

該方程是一個以時空為自變數、以度規為因變數的帶有橢圓型約束的二階雙曲型偏微分方程。它以複雜而美妙著稱,但並不完美,計算時只能得到近似解。最終人們得到了真正球面對稱的準確解——史瓦茲解。

加入宇宙學常數後的場方程為:

r_ - \fracg_ r + \lambda g_= - 8 \pi t_

狹義相對論和質量守恆,狹義相對論的質增效應是否違反質量守恆?

叫做能量守恆啊,速度是物質的一種相對屬性,速度越快熵值越大,能量越不穩定,物質自身的能量減少,如跑步以後我們為什麼感覺到累要休息飲水吃東西,就是這個道理。可是能量守恆是包括整個的環境,而不是物質所處的小環境。另外至於接近光速,會導致物質在形態和性質方面的改變,不僅是質量增大,所以光速飛行只是一種幻想...

求愛因斯坦的相對論(狹義相對論和廣義相對論)

冒牌筆仙 狹義相對論是由愛因斯坦在洛侖茲和龐加萊等人的工作基礎上創立的時空理論,是對牛頓時空觀的拓展和修正。愛因斯坦以光速不變原理出發,建立了新的時空觀。進一步,閔科夫斯基為了狹義相對論提供了嚴格的數學基礎,從而將該理論納入到帶有閔科夫斯基度量的四維空間之幾何結構中。光速不變原理 真空中的光速對任何...

廣義相對論與狹義相對論有什麼區別(簡短一點,不要又一堆一堆的看著很累,給幾個高度總結的詞)

狹義相對論研究沒有引力 或者一些其他力 的作用下物體勻速直線運動的相對性問題 或電動力學問題 也就是選取慣性系為研究物件。廣義相對論則研究各種相對性問題,包括慣性系也包括有引力等其他作用的非慣性系問題。給你幾個高度總結的詞 狹義就是侷限於慣性系,廣義就是包括所有情況。 宇宙的波函式 認為廣義相對論包...