语言相对论含义(谁能用最直白的语言解释下相对论)

2022-08-13 21:44:25

谁能用最直白的语言解释下相对论

谁能用最直白的语言解释下相对论

第一,相对论分广义相对论和狭义相对论。

分别在于狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学的。

第二,相对论是以相对的物理对象来划分物理理论

例子:光速是信息传递速度的极限。超级电脑的总线时脉一般不能超越30GHz,否则在脉冲到达超级电脑的另一处之前,另一脉冲就已经发出了。结果电脑内不同地方的元件会不协调。相对论为超级电脑的布线长度和时脉上限提供了理论基础。

谁能用通俗易懂的语言解释相对论的时空观,以及广义相对论中大质量的物体让时间变慢

谁能用通俗易懂的语言解释相对论的时空观,以及广义相对论中大质量的物体让时间变慢

广义的相对论是指相对概念的论述,最常见的相对概念是大-小、多-少,相对于1,10是多的,相对于100,10是少的。通常所说的相对论,特指爱因斯坦相对论。

相对论的产生,全部是由特定的人从特定的角度去论述问题,而全面的论述问题,无论何人,都会同意,就是客观论述就是科学规律,因此科学不存在相对论。

爱因斯坦相对论本是用来解释运动速度接近测量速度时会发生什么现象的。因速度是相对的,因此各种测量速度,都有相对接近的情况出现,所以相对论应有更广泛的使用范围。

爱因斯坦的相对论是为解释接近光速高速运动的粒子,运动规律不符合牛顿定律,而符合洛伦兹规律的原因而发现。

为此他做了两条假设:不同参照系的运动规律,存在相同的数学形式;光速在不同参照系中相同。

狭义相对论讲惯性系中存在相对论效应。

爱因斯坦由算式推导出钟慢、尺缩、空间弯曲等结果,与传统定义不同。

但是今天,我们发现光的粒子说不象爱因斯坦时代那么牢固,很多现象,用波的规律都可解释,爱因斯坦的假设也不具有普遍规律,按照现在的发现,可以有一个适应性更广的相对论且与所有理论兼容,其推导仅需要对原相对论做一点修正,不需要进行推导假设。

当钟以接近声速远离时,由于声音传递需要时间,听到的钟声比本地的钟慢,当钟以接近光速远离,由于光传递需要时间,看到的钟比本地的钟慢,这才是爱因斯坦计算出的钟慢效应的本质。

光是纯粹的波,相对论效应只是测量效应,由于测量速度而引入的效应。爱因斯坦的相对论是需要修正的相对论。

爱因斯坦推导相对论时,根本没有排除这个效果,他的推导存在一个巨大的漏洞!因此说爱因斯坦的理论是需要修正的理论。

无法穿越时空.

如何用通俗的语言解释牛顿力学、狭义相对论和广义相对论?

如何用通俗的语言解释牛顿力学、狭义相对论和广义相对论?

牛顿,可以说是最为普罗大众所熟知的一位科学家了。因为人人都知道万有引力,而知道了万有引力,自然也就知道了牛顿。牛顿所创建的牛顿力学体系可以说是近代物理学的基石。然而,

牛顿力学体系并不完美,甚至可以说并不是一种普遍的规律,其所描述的其实是一种普遍规律之中的一小部分特例,

所以,之后便有了爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论,终于算是将力和运动的事情给说明白了。那么,什么是牛顿力学、狭义相对论以及广义相对论呢?这些是复杂而高大上的话题,不是一句两句,一天两天能够说清楚的。

不过,我们普罗大众没有必要了解得那么深奥,我们只需要通俗的弄明白这些都是怎么回事就可以了。那咱们就来通俗的讲一下。

首先,牛顿力学。

牛顿力学告诉我们速度是叠加的。然后我们发现果然是这样。举例,一个人站在地上,从他的面前飞驰而过一辆火车,速度为每秒20米。火车上有一人奔跑,速度为每秒1米。此时在火车外站着的人看来,火车上奔跑者的移动速度为每秒21米。相对于观察者而言,火车和奔跑者的速度是叠加的。这没有问题。可是当速度逐渐加快的时候,问题就来了,比如光速。

光速是恒定不变的,对任何参考系而言都不变。如果在火车上发射一道光束,那么无论对于火车上的人而言,还是对于火车下的人而言,光速都是每秒30万公里,并不会叠加火车的速度。只不过火车上的人和火车下的人的时间发生了变化,火车下面人的时间变慢了。也就是说牛顿力学只能够适用于低速运动,只是运动处于低速时的一种特例,无法适用于所有的运动。于是,爱因斯坦发明了狭义相对论。没有人知道光速为什么不变,所以爱因斯坦就在光速不变的前提下开始进行推导,结果发现,

既然光速不变,那么在运动的过程中,物体的时间、质量等都会发生变化。

于是就有了e=mc^2。于是我们也知道了,随着物体运动速度的加快,质量会越来越大,当有质量的物体接近光速的时候,质量将趋向于无穷大,所以任何有质量的物体都无法达到光速,所以光速为宇宙间物体运动的最快速度。那么何为广义相对论呢?爱因斯坦发明的狭义相对论有一个问题,那就是应用范围过于狭窄了,狭义相对论只能应用于惯性系之中,也就是只能够解释在没有引力情况下的运动。

因为一旦有引力,就会出现一个加速度的问题,而狭义相对论无法处理这个问题。

可问题是引力是客观存在的,必须设法解决。

于是爱因斯坦在其中加入了一个自由下落的参考系。比如我们坐在一个集装箱中,从万米高空急速下落,此时我们就会在集装箱内悬浮起来,而我们悬浮的这个状态表面上看起来就和处于无引力场的空间中一样。

所以爱因斯坦认为自由下落的参考系和无引力场的惯性系的物理特性是一样的。

于是,我们可以给任何事物增加一个自由下落的参考系,增加完参考系,这个事物就变为了一个无引力场的惯性系,然后就可以运用狭义相对论进行解释了。而加入的自由下落参考系则是时空,所以在广义相对论中引力被描述为了时空的弯曲。

有没有谁能用比较通俗的语言来解释相对论(狭义),我想全面了解一下哈,文字不要那么学术,好吗?

有没有谁能用比较通俗的语言来解释相对论(狭义),我想全面了解一下哈,文字不要那么学术,好吗?

普通物理学1(大学课本)

一、伽利略相对性原理和经典力学时空观

惯性系:一个不受外力或外力合力为0的物体,保持静止或匀速直线运动不变,这样的参考系,叫惯性参考系,简称惯性系。

(新想法:如果认识到非贯性系力产生的原因,在进行物理实验时将此力(惯性力)一并计算,那么就与跳出非惯性系,在惯性系中实验得到一样的结论,就可以把非惯性系当成惯性系对待——这与广义相对论的相对性原理是类似的)

一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的,在一个惯性系的“内部”所作的任何力学实验,都不能确定这一惯性系本身是在静止状态,还是在作匀速直线运动。这个原理叫力学相对性原理,或伽利略相对性原理。

牛顿说:“绝对的、真正的和数学的时间自己流逝着,并由于它的本性而均匀地、与任一外界对象无关地流逝着。”“绝对空间,就本性而言,与外界任何事物无关,而永是相同的和不动的。”(见牛顿著作《自然哲学的数学原理》)

二、狭义相对论的提出背景

在19世纪末,人们知道光速是有限的,在测量光速时发现,木星卫星发出的光,到达地球的时间是相同的,而不管地球是朝向卫星运动还是背向卫星运动。这不符合物体运动的速度叠加原理(A参照系相对于B参照系速度为v1,A上发出相对A速度为V2的物体,物体相对于B速度为V1+V2),而符合波的性质,因为当时已知的所有波都有介质,因此人们假设光也有介质,定名为“以太”,光在以太中稳定传播,所以与地球的运动无关。

由于地球并非宇宙中的特殊天体,以太应该对地球有相对运动,而著名的迈克耳孙(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)实验证明了相对地球运动的以太不存在,也就是说,如果存在以太,以太就是对地球静止的,这里和一些人认为的证明了以太不存在,叙述上有一点点区别。

1905年,爱因斯坦提出两条假设:

1。相对性原理:物理学在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式,也就是说,所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。(够绝对的)

2。光速不变原理:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。

1964年到1966年,欧洲核子中心(CERN)在质子同步加速器中作了有关光速的精密实验测量,直接验证了光速不变原理。实验结果是,在同步加速器中产生的一种介子(写法是派的0次方)以0.99975c的高速飞行,它在飞行中发生衰变,辐射出能量为6000000000eV的光子,测得光子的实验室速度仍是c。

三、狭义相对论时空观

狭义相对论为人们提出了一个不同于经典力学的时空观。按照经典力学,相对于一个惯性系来说,在不同的地点、同时发生的两个事件,相对于另一个与之作相对运动的惯性系来说,也是同时发生的。但相对论指出,同时性问题是相对的,不是绝对的。在某个惯性系中在不同地点同时发生的两个事件,到了另一个惯性系中,就不一定是同时的了。经典力学认为时空的量度不因惯性系的选择而变,也就是说,时空的量度是绝对的。相对论认为时空的量度也是相对的,不是绝对的,它们将因惯性系的选择而有所不同。所有这一切都是狭义相对论时空观的具体反映。

同时的相对性

现举一个假想实验,一列匀速运动的火车,车头和车尾分别装有两个标记A1、B1当他们分别与地面上的两个标记A、B重合时,各自发出一个闪光。在A、B的中点C和A1、B1的中点C1,各装一个接受器,C点将同时接收到两端的信号,而信号传递需要时间,在这段时间内火车向前运动了,所以C1先收到车头的信号,后收到车尾的信号。也就是说,不同的参照系没有认为两个事件都是同时发生的。“同时”有相对性。

四、洛伦兹坐标变换

洛伦兹公式是洛伦兹为弥补经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的。洛伦兹是一位理论物理学家,是经典电子论的创始人。

坐标系K1(O1,X1,Y1,Z1)以速度V相对于坐标系K(O,X,Y,Z)作匀速直线运动;三对坐标分别平行,V沿X轴正方向,并设X轴与X1轴重合,且当T1=T=0时原点O1与O重合。设P为被“观察”的某一事件,在K系中观察者“看”来。它是在T时刻发生在(X,Y,Z)处的,而在K1系中的观察者看来,它是在T1时刻发生在(X1,Y1,Z1)处的。这样的两个坐标系间的变换,我们叫洛伦兹坐标变换。

在推导洛伦兹变换之前,作为一条公设,我们必须假设时间和空间都是均匀的,因此它们之间的变换关系必须是线性关系。如果方程式不是线性的,那么,对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系,从而破坏了时空的均匀性。例如,设X1与X的平方有关,即X1=AX^2,于是两个K1系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由X1a-X1b=A(Xa^2-Xb^2)表示。现在我们设K系中有一单位长度的棒,其端点落在Xa=2m和Xb=1m处,则X1a-X1b=3Am。这同一根棒,其端点在Xa=5m和Xb=4m处,则我们得到X1a-X1b=9Am。这样,对同一根棒的测量结果将随棒在空间的位置的不同而不同。为了不使我们的时空坐标系原点的选择与其他点相比较有某种物理上的特殊性,变换式必须是线性的。

先写出伽利略变换:X=X1+VT1; X1=X-VT

增加系数k,X=k(X1+VT1); X1=k1(X-VT)

根据狭义相对论的相对性原理,K和K1是等价的,上面两个等式的形式就应该相同(除正负号外),所以两式中的比例常数k和k1应该相等,即有k=k1。

这样, X1=k(X-VT)

为了获得确定的变换法则,必须求出常数k,根据光速不变原理,假设光信号在O与O1重合时(T=T1=0)就由重合点沿OX轴前进,那么任一瞬时T(由坐标系K1量度则是T1),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是 X=CT; X1=CT1

XX1=k^2 (X-VT)(X1+VT1)

C^2 TT1=k^2 TT1(C-V)(C+V)

由此得

k= 1/ (1-V^2/C^2)^(1/2)

于是

T1=(T-VX/C^2) / (1-V^2/C^2)^(1/2)

T= (T1+VX/C^2)/ (1-V^2/C^2)^(1/2)

爱因斯坦假设:

1.物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。

2.任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。”

原文地址:http://www.honghushi.com/sh/125505.html

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