哈工大大學(xué)物理課件(馬文蔚教材)-第18章相對論

相對論：空間和時間的統(tǒng)一相對論首先提出了純粹的想象狀況，即一個以極快的速度移動的“參考系”，從而揭示出了時間的相對性并強調(diào)了動量與能量之間的等價。這極大地影響了人們對世界的認(rèn)識。狹義相對論的基本概念相對性原理物理學(xué)的時空理論中的基礎(chǔ)原理。該原理既包括了機械學(xué)中的加速相對性原理，也包括了電磁學(xué)中的光速不變原理。在狹義相對論中，不會有或存在一種獨立的、普遍成立的時間概念。速度疊加原理兩個物體相對運動，它們的相對速度可以用向量相加得到。如果其中一物體在另外一物體參考系（等價于另一物體運動速度）中運動，速度疊加原理表明在該參考系中，其速度的分量疊加起來會異常表達為它在該參考系的運動。光速不變原理光的傳播速度是一個常數(shù)，在任何參考系中都是相同的。它永遠都是3e8m/s。狹義相對論的兩個基本原理原理一所有的物理規(guī)律在相對運動的參考系中表現(xiàn)出來應(yīng)當(dāng)是相同的。原理二光速在任何參考系中均保持不變。相對論的洛侖茲變換相對論等式想要通過這個等式理解相對性原理，這個等式的形式如下：E=mc2狹義相對論的雙生子悖論當(dāng)一個雙子坐上光速列車，而另一個雙子停留在地球上時，時間不會表現(xiàn)為同時運動，在雙子相遇的瞬間，那個飛行的雙子看起來要比在地球上停留的雙子年齡更年輕。相對論中的事件間隔1事件AA發(fā)生時，B在靜止?fàn)顟B(tài)。這是兩者的初始狀態(tài)。2幾何距離通過幾何學(xué)方法，可以求得兩點間的距離。這里指物體之間被占據(jù)的空間距離。3相對距離移動的物體實際上比靜止的物體縮短了一些，時間也相應(yīng)地縮短了一些。用勾股定理求出，這兩個事件之間的空間距離是8光年。（時間和空間的單位是一個基本的數(shù)量單位，例如，秒、光年）。4與A同時發(fā)生的事件根據(jù)洛侖茲變換，C發(fā)生的時間為-6年。相對論效應(yīng)與實驗證據(jù)時空的彎曲質(zhì)量比太陽大50倍的恒星捏曲了太陽光下沿的空間時間，使光線彎曲。圖形變化當(dāng)一個高速旋轉(zhuǎn)的齒輪逐漸接近等待中的固定相機時，齒輪的影像仍然是圓形。當(dāng)它正在旋轉(zhuǎn)接近相機時，它會變形并變成一個橢圓。時間差異建議將一顆高精度原子鐘放置在衛(wèi)星軌道上，然后測試遠程的原子鐘在相對靜止的地球上的時間差。結(jié)果顯示，原子鐘在遠離地球時運行得更快。狹義相對論的應(yīng)用及意義1GPS導(dǎo)航將相對論的因素因素加入導(dǎo)航方程式可以使GPS精度達到更高的水平。2電子元器件的設(shè)計在電路設(shè)計中，我們必須考慮了電子元器件的運動速度，同時在電子元器件中也必須要考慮電子的質(zhì)量的影響。3核實核反應(yīng)堆穩(wěn)定性科學(xué)家們必須認(rèn)真的研究物理和化學(xué)方