狭义相对论的两个原理和两个条件
狭义相对论的两条基本原理是什么?
狭义相对论的两条基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理。
1、狭义相对性原理
一切物理定律(除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律)在所有惯性系中均有效;或者说,一切物理定律(除引力外)的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。不同时间进行的实验给出了同样的物理定律,这正是相对性原理的实验基础。
2、光速不变原理
光在真空中总是以确定的速度c传播,速度的大小同光源的运动状态无关。在真空中的各个方向上,光信号传播速度(即单向光速)的大小均相同(即光速各向同性)。
光速同光源的运动状态和观察者所处的惯性系无关。这个原理同经典力学不相容。有了这个原理,才能够准确地定义不同地点的同时性。
爱因斯坦狭义相对论的两个基本原理
爱因斯坦狭义相对论是一种物理学理论,用于解释物质和能量如何在宇宙中运动。它是爱因斯坦在 20 世纪初期提出的,并成为现代物理学的基础之一。
狭义相对论的两个基本原理是:
基本不变性原理:所有的观察者,无论他们的相对运动如何,都应该观察到光的速度是相同的。这意味着,对于不同的观察者来说,光的速度是不受他们的速度的影响的。
引力与加速度的等价原理:所有的质体都应该受到相同的引力作用。这意味着,无论质体处在什么加速度环境中,它们都应该表现出相同的运动规律。例如,在地球表面上落下的两个质体,不论它们的质量和形状如何,都应该以相同的加速度掉落。
这两个原理都是爱因斯坦狭义相对论的核心部分,并且在现代物理学中被广泛使用。它们提供了一种更加精确的方法来解释宇宙中的自然现象,并为我们对宇宙的理解提供了基础。
一、狭义相对论的两个基本假设
1、狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。
2、光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
二、广义相对论:
1、广义相对性原理和等效原理
①广义相对性原理:在任何参考性中,物理规律都是相同的;
②等效原理:一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
2、广义相对论的几个结论
①物质的引力使光线发生弯曲;
②引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别;
③引力红移。
三、相对性原理:力学规律在任何惯性系中都是相同的。
四、时间和空间的相对性:
1、“同时”的相对性;
2、长度的相对性: ,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小;
3、时间间隔的相对性: 。时间延缓效应:在静止系中,同一地点发生的两事件的时间间隔称为固有时间,即τ。相对于物理事件运动的惯性系中测得两事件的时间间隔比固有时间长。
五、狭义相对论的其他结论:
1、相对论速度:车对地的速度为v,人对车得速度为u',地面上的人看到车上人相对地面的速度为 。
2、相对论质量:物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系: 。
莫雷事件是什么内容3、相对论能量——质能方程: 。
如何通俗理解狭义相对论的两个基本原理?
有关“场”的理论,之所以在20世纪被人们广泛接受并得到迅速发展,完全是因为麦克斯韦电磁场理论经受住了各种考验,立住了脚。
麦克斯韦
而当电磁场理论受到伽利略相对性原理的挑战险些崩溃时,正是爱因斯坦的相对论使之化险为夷。因为相对论,电磁场理论不仅能够成立,而且还能描述高速运动现象。所以我们在讨论场时,不能忽视狭义相对论的两个基本原理。
创立狭义相对论的背景
人们从传统的时间、空间和运动的观念出发,看到电磁现象是不服从伽利略相对性原理的(牛顿力学的核心虽然是绝对时空观,但牛顿依然承认伽利略的相对性原理,因为牛顿认为绝对时空观说的是空间本身,并不指个体的运动)。确切地说,麦克斯韦方程组是不满足伽利略不变性的。于是人们引进超物质的“以太”作为绝对运动的标准(当时,人们认为牛顿的绝对时空观不应仅指空间本身,还应包括个体的运动,宇宙中是不存在相对性原理的)。
然而,当人们设法测量地球相对以太的运动速度时(这个测量就是著名的迈克耳逊-莫雷的“以太漂移”实验),却得到相互矛盾的结果。这些结果与传统观念尖锐对立,各种调和这些矛盾的企图都归于失败。这就使人们想到,在力学实验中无法观察到的绝对坐标,在电磁试验中也是无法观察到的。德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦首先认识到这一点。
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