愛因斯坦的狹義相對論的簡述,愛因斯坦狹義相對論具體內容是什麼?要具體的

2021-05-27 05:53:30 字數 4859 閱讀 2739

1樓:匿名使用者

狹義相對論

special relativity

適用於慣性系,從時間、空間等基本概念出發將力學和電磁學統一起來的物理理論。2023年由a.愛因斯坦建立 。這個理論在涉及高速運動現象時,同經典物理理論顯示出重要的區別。

產生 到19世紀末,經典物理理論已經相當完善,當時物理學界較為普遍地認為物理理論已大功告成,剩下的不過是提高計算和測量的精度而已。然而某些涉及高速運動的物理現象顯示了與經典理論的衝突,而且整個經典物理理論顯得很不和諧:①電磁理論按照經典的伽利略變換不滿足相對性原理,表明存在絕對靜止的參考系,而探測絕對靜止參考系的種種努力均告失敗。

②似乎存在著經典力學無法說明的極限速度。③電子的質量依賴於它的速度。在這種形勢下,有見地的物理學家預感到物理學中正孕育著一場深刻的革命。

愛因斯坦立足於物理概念要以觀察到的事實為依據,而不能以先驗的概念強加於客觀事實,他考察了一些普遍的物理事實和經典物理學中如運動、時間、空間等基本概念,看出以下兩點具有根本的重要性,並把它們作為建立新理論的基本原理:①狹義相對性原理,不僅力學實驗,而且電磁學實驗也無法確定自身慣性系的運動狀態,也就是說,在一切慣性系中的物理定律都具有相同的形式。②光速不變原理,真空中的光速對不同慣性系的觀察者來說都是c。

承認這兩條原理,牛頓的絕對時間、絕對空間觀念必須修改,異地同時概念只具有相對意義。在此基礎上,愛因斯坦建立了狹義相對論。

內容 洛倫茲變換 根據相對性原理和光速不變原理,可匯出兩個慣性系之間時空座標之間的洛倫茲變換。當兩個慣性系s和s′相應的笛卡爾座標軸彼此平行,s′系相對於s系的運動速度v僅在x軸方向上,且當t=t′=0時,s′系和s系座標原點重合,則事件在s系和s′系中時空座標的洛倫茲變換為

x′=γ(x-vt),y′=y,z′=z,t′=γ(t-vx/c2)式中γ=(1-v2/c2)-1/2;c為真空中的光速。洛倫茲變換是狹義相對論中最基本的關係,狹義相對論的許多新的效應和結論都可從洛倫茲變換中直接得出,它表明時間和空間具有不可分割的聯絡。當速度遠小於光速 ,即v玞時,洛倫茲變換退化為伽利略變換,經典力學是相對論力學的低速近似。

同時性的相對性 在某個慣性系中看來異地發生的兩個事件是同時的,那末在相對於這一慣性系運動的其他慣性系看來就不是同時的,因此在狹義相對論中,同時性概念不再具有絕對的意義,只具有相對的意義。不僅如此,在不同慣性系看來,兩異地事件的時間順序還可能發生顛倒;但是具有因果聯絡的兩事件的時間順序不會發生顛倒。同時性的相對性是狹義相對論中非常基本的概念,時間和空間的許多新特性都與此有關。

長度收縮 狹義相對論預言,一根沿其長度方向運動速度為v的杆子的長度l比它靜止時的長度l0要短,

l=l0

。 長度收縮不是物質的動力學過程,而是屬於空間的性質。它是由於測量一根運動杆子的長度須同時測量其兩端,在不同慣性系中,同時性具有相對性,因而不同慣性系中得出的結果不同,只具有相對的意義。

時間延緩 狹義相對論預言,運動時鐘的時率比時鐘靜止時的時率要慢。設在s¢系中靜止的時鐘測得某地先後發生兩事件的時間間隔為δτ,在s系中,這兩個事件不是發生在同一地點,須用校準好的同步鍾測量,測得它們先後發生的時間間隔為δt,δτ=δt<δt。時間延緩是同時性的相對性的結果,是時間的屬性,不僅運動時鐘的時率要慢,一切與時間有關的過程如振動的週期、粒子的平均壽命等都因運動而變慢。

速度變換公式 按照狹義相對論,當s′系和s系相應座標軸彼此平行,s′系相對於s系的速度v沿x方向,則質點相對於s系的速度 u={ux,uy,uz}和相對於s¢系的速度u'={u'x,u'y,u'z}之間的變換關係為

當u玞時,相對論速度變換公式退化為伽利略速度變換公式。

相對論多普勒頻移 設光源相對靜止時發射光的頻率為v0,當光源以速度u運動時,接收到光波頻率為v=0,狹義相對論預言, ,式中θ為光源運動方向與觀測方向之間的夾角。與經典的多普勒效應不同,存在著橫向多普勒頻移,當光源運動方向與觀測方向垂直時,θ=90°,則 。橫向多普勒頻移是時間延緩的效應。

質速關係 狹義相對論預言,與經典力學不同,物體的質量不再是與其運動狀態無關的量,它依賴於物體的運動速度。運動物體速度為v時的質量為,式中m0為物體的靜質量,當物體的速度趨於光速時,物體的質量趨於無窮大。

關於狹義相對論中的質量,還存在另一種觀點,認為只有一種不變的質量,即物體的靜質量,無法明確定義運動質量。兩種觀點對於狹義相對論的基本看法上沒有分歧,只是對質量概念的引入上存在分歧。後一種觀點在概念引入的邏輯嚴謹性上更為可取,而前一種觀點對於某些物理現象,如迴旋加速器的加速限制、康普頓效應以及光線的引力偏折等,作淺顯說明頗為有效。

質能關係 狹義相對論最重要的預言是物體的能量e和質量m有當量關係,e=mc2。與物體靜質量m0相聯絡的能量e0=m0c2。質能關係是核能釋放的理論基礎。

能量動量關係 狹義相對論中動量定義為

,能量動量關係為。

極限速度與光子的靜質量 真空中的光速c是一個絕對量,是一切物體運動速度的極限,也是一切實在的物理作用傳遞速度的極限。從質速關係可以看出一切以光速c運動的物質的靜質量必為零,光子的靜質量為零。

在狹義相對論中,牛頓定律f=ma的形式不再成立,它在洛倫茲變換下不能保持形式不變,因而它不滿足相對性原理而必須修改,代替的力學規律的形式是f=dp/dt,式中p為物體的動量。電磁場的麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式f=q(e+u×b)在洛倫茲變換下形式保持不變,它們是狹義相對論的電磁規律。在狹義相對論中,動量守恆、能量守恆定律仍然成立,能量守恆包括了質量守恆。

在經典物理學中,物理定律總是表述為把時間座標和空間座標分開來,洛倫茲變換表明時間座標和空間座標應作統一處理。h.閔可夫斯基發展了狹義相對論的形式體系,採用在四維時空中表述物理定律和公式。

這樣的表述,相對論的協變性質表達得更為明晰,物理定律的形式更為簡潔,許多問題的求解也更為簡便。

意義 狹義相對論經受了廣泛的實驗檢驗,所有的實驗都沒有檢測到同狹義相對論有什麼不一致的結果。狹義相對論是基礎牢靠、邏輯結構嚴謹和形式完美的物理理論。廣泛應用於許多學科,和量子力學成為近代物理學的兩大理論支柱。

在現代物理學中,成為檢驗基本粒子相互作用的各種可能形式的試金石,只有符合狹義相對論的那些理論才有考慮的必要,這就嚴格限制了各種理論成立的可能性。

愛因斯坦狹義相對論具體內容是什麼?要具體的

2樓:睦佩晏瑾

你好狹義相對論的內容:狹義相對論的兩個原理1.光速不變原理":

真空中的光速既不依賴於光源的運動,也不依賴於接收器的運動,在所有慣性系中,它具有相同的數值.2.相對性原理":

空間是均勻及各向同性的.時間是均勻的.在所有慣性系中,基本物理定律可寫為相同的形式.

愛因斯坦於2023年在上述兩個基本假設(表述略有不同)的基礎上建立狹義相對論.迄今,所有物理學(除引力)的基本定律都可以建立在狹義相對論的基礎上.洛侖茲變換

運動的鐘變慢

同時的相對性

不同空間位置的時鐘,不可能同時具有:同時的相對性在相距較遠的兩個地方發生的兩個事件,對於一位觀察者看來可能是同時發生的;而對於處於不同運動狀態的另一位觀察者看來卻可能是在不同時刻發生的.

運動的尺縮短

時空間隔不變性時空間隔固有時與系統"共動"的慣性系中所測得的時間稱為固有時,用字母τ表示.即四維速度

四維動量

質量-能量聯絡關係

四維加速度

四維力相對論性的速度合成法則

能量的一般定義

因果關係在狹義相對論中,"同時"具有相對性.具有類空關係(即不可能存在因果關係)的兩個事件發生的先後次序也可以顛倒,但是,並沒有因此破壞因果關係.因果關係仍然有效謝謝採納!

愛因斯坦狹義相對論對時空的主要內容是什麼?(稍具體)

3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

4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

5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

愛因斯坦的狹義相對論的內容包括哪些?

6樓:漫閱科技

2023年,愛因斯坦發來表了狹義相對論,自提出了兩bai條基本原理作為討論運du

動物體光學現zhi

象的基dao礎。第一條叫做相對性原理,第二條叫光速不變原理。他摒棄了牛頓經典力學中的速度合成法所依賴的兩個假設,即兩個事件發生的時間間隔與測量時間所用的鐘的運動狀態沒有關係,以及兩點的空間距離與測量距離所用的尺的運動狀態無關,首次把時間與空間聯絡起來,認為物理的現實世界是各個事件組成的,每個事件由時間座標和空間座標構成一個四維的連續空間。

愛因斯坦狹義相對論的主要結論是什麼?

7樓:匿名使用者

一,相對性原理

物理體系的狀態

據以變化的定律,同這些狀態的變化與以兩個彼此作相對勻速移動的座標系中的哪一個作參考,是沒有關係的。〔摘自《狹義相對論淺說》〕

相對性原理

物理定律在一切慣性系統中都是相同的。因此在慣性系中所做的任何物理實驗都不能確定慣性系本身的運動狀態。〔摘自《大學物理學手冊》 ⅲ電磁學 第十章 狹義相對論 §10.

2 相對論的基本原理 296頁 山東科學技術出版社 2023年9月〕

二,任一條光線在「靜止」座標系中總是以確定的速度c運動,不管這條光線是由靜止的還是由運動著的物質發射出來的。〔摘自《狹義相對論淺說》〕

光速不變原理

在任一慣性系中測得的光在真空中的速度都是c,與光源的運動無關。〔摘自《大學物理學手冊》 ⅲ電磁學 第十章 狹義相對論 §10.2 相對論的基本原理 296頁 山東科學技術出版社 2023年9月〕

個很簡單的例子。你和一個漂亮的姑娘在一起呆十分鐘。再和一個醜陋的姑娘呆十分鐘。你明顯感覺前者的時間要短於後者。這就是生活中很簡單的相對論。

求愛因斯坦的相對論(狹義相對論和廣義相對論)

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觀察者來說...

關於愛因斯坦的狹義相對論,誰能幫我簡單概括一下

你只要記著二個原理就好。光速不變原理跟相對性原理 狹義相對論和廣義相對論。嘿嘿 適用於慣性系,從時間 空間等基本概念出發將力學和電磁學統一起來的物理理論。1905年由a.愛因斯坦建立 這個理論在涉及高速運動現象時,同經典物理理論顯示出重要的區別。產生 到19世紀末,經典物理理論已經相當完善,當時物理...

關於愛因斯坦的狹義相對論,下列說法正確的是A對於不同的慣性系,物理規律(包括力學的和電磁

a 根據copy相對性原理,在所有慣性系中bai,物理定律du有相同的表達形式,即一切zhi物理規律都是相同的,故daoa錯誤 b 根據光速不變原理,一切運動物體相對於觀察者的速度都不能大於真空中的光速 故b錯誤 c 在地面參考系中,觀察到在上海和北京同時有兩個嬰兒誕生,如果在沿北京 上海方向高速飛...