什么是狭义相对论?

用户6341648376


要了解是什么狭义相对论,实际上,

要从“运动”说起

狭义相对论的背景

这件事其实是这样的,伽利略的时代,他其实一直在思考一个问题。这其实和日心说与地心说的巅峰对决有关。

这场对决到了这时,日心说想要取胜主要的焦点就在于解决两个问题:

  1. 地球自转时,人跳起来,为什么不会向后(当时的人还不知道惯性)
  2. 天体运动的轨迹到底是什么样的?

后者被开普勒解决掉了,前者则是伽利略。伽利略就提出一个说法:

如果你坐在一艘船里,船特别平稳,这时候,你不会感觉到船是在动还是没动。

这里,我们举一个例子帮大家来理解一下,我们都坐过火车,当两列火车都停在车站,而你在其中一列火车当中,其中有一列火车启动了,这时你很难能够察觉到哪一列火车在动。或者说,你可以取任何一列火车为参考系,则另外一列在动。这后来,也被我们称为伽利略变换,或者相对性原理

后来,牛顿就借用了伽利略变换(不过这里要补充一下,牛顿其实观点还是和伽利略有所不同的),建立牛顿理论体系。在这个体系内,我们应该知道的是研究运动是需要选取一个参考系的,所以运动其实是相对的。

麦克斯韦

牛顿理论其实可以说在当时的人看来是十分震撼的,这个理论不仅可以准确地描述物理现象,还可以做出预测,尤其是科学家用牛顿理论预测”海王星”,也就是说,科学家仅仅靠纸和笔就预测了一个天体的存在。

而牛顿之后,其实也有一个极其伟大的理论:麦克斯韦方程。这个理论同样令人震撼,并且精确无比。但是令人尴尬的是,在这个理论的推导过程,我们可以得到一个关于光速的表达是:

光速c=1/ε0μ0

其中,ε0和μ0这两个都是固定值,意思就是说,光速实际上是个常数。这和牛顿认为的任何运动都要先找一个参考系就矛盾了,因为按照麦克斯韦方程单位说法,光在任何参考系下都是相同而速度,我们姑且就可以管这个叫做

光速不变原理科学家为了解决这个问题,尝试了各种各样的办法,最终全都失败了!

狭义相对论

所以,我们也看到了爱因斯坦面对的局面。实际上,他遇到的是三选二,分别是相对性原理,光速不变原理以及绝对的时空观。所谓的绝对时空观是指牛顿的时空观,他认为时间和空间是应该分开看的,它们之间没有关系,其次,时间和空间其实是平直的,不会因为运动状态的改变而改变。

因此,爱因斯坦要在三者中摒弃掉其中一种,而他毫不犹豫地摒弃了牛顿的绝对时空观。于是,他得到的结果一定会是运动会改变时空。具体咋改变呢?

他通过两个基础假设,光速不变原理以及相对性原理,进行推导,就获得了时间膨胀尺缩效应

大意就是一个物体相对于一个惯性参考系高速运动,那它的时间会发生膨胀,大概可以理解成它的一秒相当于惯性参考系的两秒,但是它们各自感受到的时间流逝速度是正常的

而尺缩效应则是说,相对于惯性参考系运动的物体,在惯性参考系下看这个物体,它的尺度会变短。

爱因斯坦通过两个基本假设,就把时间和空间给统一了起来。紧接着,他利用同样的办法提出了把质量和能量给统一了起来。也就是说,著名的质能方程。

说的就是质量和能量是等价的,是同一种东西的两个面,这取决于你如何测量它。我们都知道正反物质湮灭。

一般的说法是,质量转化成了能量,实际上,这是对质能方程的误解。质能方程是说在一个封闭的系统内,质量和能量是等价的,而上图中其实是一个开放的系统。如果我们把这两个正反粒子关在一个封闭的系统中,和外界是隔绝的。那反应前后,这个系统的质量是不变的。这才是爱因斯坦质能等价想要表达的:质量和能量是一回事,质量里有能量,能量里有质量

除了爱因斯坦之外,实际上他的老师闵可夫斯基,还提出了时空光锥的概念。其实,这个东西想表达的就是,光速实际上是时空的一种属性,是两个事件的时空间隔。

最直白的例子就是照镜子,你看的镜子里的永远是过去的自己,这是因为光传播到你的眼睛里需要时间,所以你的过去影响的是当下,你的当下影响的是未来。

以上,狭义相对论的大致内容的通俗解读版,想要真正了解狭义相对论,还是最好自己推导一下,其实狭义相对论的数学并不难,大部分只需要初高中的数学就够了,只有质能等价的部分需要一点微积分的知识,但其实也不难的。


钟铭聊科学


在经典物理学发展到鼎盛时期,有三件事发出了不协和的声音。

其一,是连续的能量会使能量集中在高能端产生辐射☢️,即连续的能量会导致紫外灾变;

其二,是迈克尔逊-莫雷干涉实验的零结果,没有发现因地球🌍的运动而产生的以太风;

其三,是在经典电磁学中,光速具有不变性,从而其与经典力学发生了冲突。类似今天的广义相对论和量子力学,它们在各自的领域内都很成功,但相互之间却是矛盾的,无法调和与统一。

虽然前两个不协和音被比喻为,飘在经典力学晴朗☀️的天空中的两朵白云,但实际上第三个不协和音是更为严重的,涉及到两个成功的理论如何统一的问题。

爱因斯坦认为,既然光速时而与空间相关比如经典电磁学和双星实验,时而又与光源相关比如迈克尔逊-莫雷实验;干脆索性认为光速相对于任何参照系都是不变的,从而消除了上述几个实验的矛盾。

于是,爱因斯坦将光速不变现象归纳为光速不变原理,并由此更推而广之地提出了狭义相对性原理,认为在任意参照系中的物理现象和物理参数都是完全一样的,不存在特殊的参照系。

于是,爱因斯坦在1905年根据上述两个基本原理,建立了狭义相对论。该理论是在惯性参照系的范围内,描述物体高速运动的理论。

经典力学是一个忽略了空间效应的一维理想的物理理论。然而,当人类的认识进入到高速领域时,作为物理背景的空间效应便显现了出来。这就好比是赤脚滑水运动,速度使水得以承载人体的重量,速度使空间变得不可忽略。

所以,狭义相对论的进步意义,在于建立了在高速领域,空间对物体的运动产生约束的现象之间的外在联系,使人们意识到物体的运动是受到空间限制🚫的,它们的速度永远也无法达到光速。

然而,作为初级的唯象型理论,狭义相对论是有局限性的。其归纳出的物理规律一旦超出了质变的范围,就失效了。如果我们仍强行坚持该规律,就会在思想上引起混乱。

比如,在现实的世界中,参照系并不是完全相同的,存在着质的差异。有些参照系代表着真实的物理背景,是符合狭义相对论的;除此之外,还有更多的参照系是没有物理意义的。

如果所有的参照系都是完全相同的,那么狭义相对论所推论的时间、长度和质量的变化就仅只是数学上的变换,而没有任何实际的物理意义。由此,产生了双生子佯谬,我们无从判断究竟哪一个兄弟👬会更年轻一些。

总之,狭义相对论是描述物体在其高速运动时受到空间约束的理论。该理论是归纳的,一旦超出了质变的范围就不再适用了,需要借助于演绎的方法构建一个具有物理机制的新理论来说明不同的参照系所具有的不同物理效应。

比如,可以借助于量子空间来说明其对物体运动的束缚。当高速运动时,物体的能量变化,由原来的动能转变为相对于空间的势能,从而使物体具有在高速情况下的速度不变性。


淡漠乾坤


什么叫狭义相对论?笼统地讲,狭义相对论是针对广义相对论而言的,但就本质而言,相对论就是狭义相对论的正解,所以了解了相对论也就了解了狭义相对论,同时也了解了广义相对论。

那么什么叫相对论呢?从词义上来解释,相对就是相互对立,水火不容的意思,但从实踐意义上来讲,相对是个性的体现,而在人类历史上个性是认识的源泉,如:人与人的区别,物与物区别,动物与动物的区别,动物与植物的区别等等……从这个意义上讲,相对论本质上就是认识论的基础,没有相对就没有认识,而认识本身就是相对,科学的本质在于认识,了解了认识论的演化过程,也就了解了相对论的演化过程。了解了相对论的演化过程才能正确'认识广义相对论和狭义相对论的本质区别。才能对现代科学有、个清醒的认识。

爱因斯坦是一个伟大的物理学家,爱因斯坦的伟大科学成就在于他给物理学以及自然科学领域提供了科学理论依据,爱氏相对论和广义相对论的建立为人类科学应用产生了质的变化,具体地讲爱氏的狭义相对论实际上是指应用中的平行直线概念,而广义相对论则是指立体内外结构(立体空间)概念,因而我们可以把狭义相对论理解为相互对立的两个方面,而把广义相对论理解为相对中的相对,因为只有相对中相对才能产生相互,从相对演化成相互这才是广义相对论和狭义相对论的真正涵义,也是现代科学的本质。


手机用户5828008812


光速不变,无法矢量叠加导致了狭义相对论诸多公式的成型。

根据相对论速度叠加公式:物质真实速度比牛顿速度叠加公式要略小。如以光速测量,火车(速度u)上人(相对火车远离速度v)远离地面上的人的速度略小于v+u 由相对论速度叠加公式计算知,实际超过光速的物体在地面人以光速为工具测量出来为光速。即真实速度可超光速,但测量出来仍是光速。相对论速度的扭曲性:真实速度2c测量出是c,真实速度3c测量出仍是c。这个时候只能说真实速度已差异,而测量结果没变,那么只能修改测量结果。实际,测量的扭曲性在于关联了光速,由于光速不变的特殊性,不可矢量叠加的扭曲性决定了不能以光速为参照去计算时间,速度等。非要以光速去测量时间与速度,势必是扭曲的计算公式。而以非光速去测量时间与速度,一切便回归正常,同时性也会回归正常。

大多是这类说法:牛顿力学是相对论的一个低光速特殊解。其实更合适的应该是反向说:狭义相对论实际是牛顿力学关联光速的特殊解。由于光速不可矢量叠加,违了牛顿力学,那么,对力学量的测量便分为了两类,若选择以光速进行测量,便使用相对论公式,若选择以非光速进行测量,便使用牛顿力学公式。为什么爱因斯坦公式是对的?它是由牛顿力学及光速各向同性大小不变的特殊性纯数学推理出来的,相对论的正确恰好反证了牛顿力学的正确性及反证了光速的违背常理。总的来讲,实际相对论是牛顿力学在光速参与下的一个分支解。在光速参与下去验证由数学推理而来的相对论,自然满足相对论的各种光速在其中的公式了。但如果不用光速测量,才是更接近现实的力学值。

从微观角度来看,绝对时间变慢——就是微观粒子的运动(半衰期)变慢;相对时间变慢——就是微观粒子的运动(半衰期)并没有变慢,但在不同参考系观测下,相对变慢。(相对时间变慢会产生现象:以我对你寿命100年的了解,从我的时钟测量,100到了你应该死亡,但你还活着)

无测量,不相对,一切都是测量惹的祸。

真实本身是没有改变的。 本身钟慢尺缩只存在于数学的洛伦兹变换,只为解决以太问题,由于公式异常畸变,从诞生之始便被强行勒令不能具有物理意义。狭义相对论则将其数学结论连同光速不变应用于物理现实。几代人对狭义相对论争论不休的原因在于钟慢尺缩等等公式本身引起的畸变,与物理现实难相容性。牛顿力学通俗易懂,量的相关与不相关与感觉深度契合,受滋养多年,思维根深蒂固,故难以自破。狭相与感觉所背,短时研究不究其本,自然众多怀疑了。

双生子佯谬:设定人半衰期100年,过时必亡。100年过去了归来时,按照设定,大家应该一起刚好衰亡。但实际是你看我年轻了10岁,我看你也年轻了10岁,都为90岁。为什么?狭义相对论的时间膨胀是相对的,是测量值,不是真实值。即真实是大家都过了90年,但各自测量对方的时间是100年。光是传递信息的媒介,传递需要时间,真实时间会略小于测量时间。这就是钟慢效应。也叫时间膨胀。即钟慢效应(觉得对方时间过得比较慢)的本质是时间膨胀(其实是自己的时间过快了)。

一切狭义相对论推论的源头在于光速的不可被矢量叠加性。 声速都可被叠加,光速为何不能被叠加?光子静质量为0,出生时相当于悬停于光源处,无质量不交互,不能被继承速度;光子内性仍未被完全参透,粒子性波动性的内部机理细节不清;想要去继承光源的速度,其过程应该有一个微观粒子接连传递的作用,内部是一整套的传递机理;人在火车上为何能继承火车的速度?因为有摩擦力作为纽带。而力的作用的条件是双方都必须有静质量;光源发出了继承我速度的邀请,是一个一对多的广播,但由于光子没有静质量,与光源没有力的纽带,因而继承链断裂了,想继承也继承不了;光速不变的内部机理的含糊不清,实际上也是力作用的内部传导的细节不清,力是宏观的,内部传导是微观的,传导系统应是一个混沌系统,只有量子力学在深度剖析后,去概率化后才能还微观粒子一个确定的世界。

个人总结的《弦论》十维时空的逐维推导,并附带时空穿梭指南(只具数学意义): http://note.youdao.com/noteshare?id=0706e04c339ba02e3e4e3c336dc2c773


科幻作品收藏员


狭义相对论是科学家爱因斯坦,伽利略,洛伦兹不合客观存在事实的学说。

一、1.以路基为原点的K坐标系发射光速x=Ct;是一个纯光速坐标系;2.以匀速直线行驶的火车为原点vt➕ct′的K'坐标系发射光速,是一个火车速度与光速混合的坐标系,一个坐标系讨论单一的光速问题,另一个坐标系讨论火车速度与光速混合的问题,两坐标系是两个问题,但是狭义相对论洛伦兹变换部分,就是这种不同问题包括火车速度,光的速度混合在一起的运算的方式,从课文中可以看出,变换使用了路基为原点的K坐标,与火车为原点的K'坐标,首先证明坐标系不能自洽,原点➡️0⭕️……1⭕️……2⭕️……3⭕️……4⭕️……5⭕️……6⭕️……7⭕️……8⭕️……9⭕️……10终点 。设一列每小时100公里的匀速直线行驶的火车为K'坐标原点,与路基K坐标原点重合,有一事件p离原点K坐标,光速c30万公里✖️时间10秒=300万公里。现在路基K坐标原点向p发射光,火车K'坐标原点同时开始运动,过1秒钟光由K坐标原点走到了30万公里,而火车K'坐标原点才移运,100公里➗3600秒=0.028公里。光速1秒30万公里➗火车1小时100公里=火车3000小时路程,3000小时➗24小时=125日,如果某日由k坐标发射光速1秒钟30万公里处,火车K'坐标要等125日才能到达30万公里处,光子在1秒钟就已经到达目的地,光子会在这里等125日火车到这里与之变换吗?1秒钟与125日能同时发生吗?而变换是同时发生的,光速与火车速度无法从原点同时达到K'坐标会合,无法形成变换关系,两坐标不能自洽。

相对论Pdf17页课文:我们可以设想,在每一个这样的框架中,划出三个 互相垂直的面,称之为“坐标平面”(在整体上这些坐标平面共同构成一个“坐 标系”)。于是,坐标系 K 对应于路基,坐标系 K'应于火车。一事件无论在 何处发生,它在空间中相对于 K 的位置可以由坐标平面上的三条垂线 x,y,z 来确 定,时间则由一时间量值:来确定,相对于 K',此同一事件的空间位置和时间 将由相应的量值 x',y',z',t'来确定,这些量值与 x,y,z,t 当然并不是全等的。

首先理解火车与地面铁路的位置关系,由文章可以看出,洛伦兹变换是地面原点坐标与火车坐标的转换关系。原点➡️0⭕️……1⭕️……2⭕️……3⭕️……4⭕️……5⭕️……6⭕️……7⭕️……8⭕️……9⭕️……10终点⭕️。-10⭕️……-9⭕️……-8⭕️……-7⭕️……-6⭕️……-5⭕️……-4⭕️……-3⭕️……-2⭕️……-1⭕️……⭕️⬅️原点。从上图可以看出,假如有一事件发生在终点,铁路上存在原点,中间各点,终点的位置关系,在原点铁路与火车可以做一个公式,中间各点也可以做一个公式,终点也可以做一个公式,但是火车只能处于原点,中间的某一点,终点的其中一个位置,只能在这个位置上变换才是有效的,不能拿其他火车已经不在此位置的公式拿到这里与火车所在位置的分式相加或相减。假如火车每小时100公里匀速行驶,到达终点站100公里x10小时=1000公里。如果只用x'表示原点0到终点站是1000公里,依次x'是1000公里,x'是900公里,x'是800公里,⋯⋯x'终点0公里。那么x'究其是表达那一个数字?那么K'的坐标是指某一点上的位置,还是指全长的位置。如果K'坐标是指某一定点的事,那么其他定点就不是K'坐标定点,就不能等价替换K'坐标数据,例如原点x'1000公里,就不能替换1点x'900公里,因为不同坐标点数值不同,坐标x'所指在原点,还是其他定点,还是连续都要明确。能够让人在事实面前核对推导出的公式正确性。

PDF 54页 课文 :附录

一、洛伦兹变换的简单推导 [补充第 11 节] 按照图 2 所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的 x 轴永远是重合的。在这 个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑 x 轴发生的事件。任何一个这 样的事件,对于坐标系 K 是由横坐标 x 和时间 t 来表示,对于坐标系 K’则由横 坐 x’和时间 t’来表示。当给定 x 和 t 时,我们要求出 x’和 t’。 沿着正 x 轴前进的一个光信号按照方程 或 x = ct x − ct = 0 (1),传播。由于同一光信号必须以速度 c 相对于 K’传播,因此相对于坐标系 K’的传 播将由类似的公式 x′−ct′=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2),显然这一点是成立的, 只要关系 (x′−ct′)=λ(x−ct) (3) 一般满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x−ct)等于零时(x′−ct′) 就必然也等于零。 如果我们对尚着负 x 轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数 a 和 b 代换常数 λ 和μ,⋯,

-3⭕️……-2⭕️……-1⭕️……⬅️坐标原点🚉➡️⭕️……1⭕️……2⭕️……3⭕️(x位置)

公式(1)x=ct。x-ct=0 设t为3秒钟,那么x=90万公里,ct=30万公里✖️3=90万公里 。(90万公里➖90万公里=0)。

-3⭕️……-2⭕️……-1⭕️……⬅️坐标原点🚉➡️⭕️……1x′作坐标原点⭕️……2⭕️……3⭕️(x位置)(x′位置)

公式(2)x′−ct′=0 假设经过1秒钟,那么x′=60万公里,ct′=30万公里✖️2=60万公里 。(60万公里➖60万公里=0)。

公式(3) (x′−ct′)=λ(x−ct) 因为两个数值都是0(60万公里➖60万公里=0)=λ(90万公里➖90万公里=0)λ巳没有意义。

负方向位置(-90万公里处)-3⭕️……-2⭕️……-1⭕️……⬅️坐标原点🚉➡️⭕️……1x′作坐标原点⭕️……2⭕️……3⭕️(x位置)(x′位置)

公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct) 左式(x′ + ct′)=[x′=60万公里➕(ct′=30万公里✖️2=60万公里)]=120万公里,右式μ(x + ct)=μ(90万公里➕90万公里=180万公里)。课文为负方向,显然数值不符。方程式两边数值不同,等式无法成立。

你可能不会相信,科学家洛伦兹不能正确使用数学的➕➖✖️➗,正数,负数,速度✖️时间=距离,这些基础的知识是普通计算器功能,都是一致的,如果在使用过程中应用这些知识发生错误,是可以检验的。数学的计算应该是客观因素为主要,科学家名气再大,也无法私自改变数学计算的客观要求,理解科学还是需要具体指向,以洛伦兹变换为例,用一列直线行驶的火车,在火车行驶过程中停留很多站点,火车由于不能向天空方向运动,指向天空方向是坐标y轴,变化是0,火车只能在铁轨上直线运动,不能向两边运动,因此z轴坐标也是0,作为洛伦兹变换的客观基础,他所做的变换正确与否,还是要与这个客体对照。科学的本质是少数科学家对事物的认识写成的科学书,大部分人是读科学家的书,我也是,是照搬科学家的思想,还是对照已有的知识进行打照辩认,那是随人不同,正确的科学知识能够经受千锤百炼的考验,因此科学是一个人的知识,经历千百万人的检验的知识,下面是我读洛伦兹变换的一些看法:由于课文简化,将没有变化的y轴,z轴省略,容易看清楚变换的过程。自己由于对尺缩钟慢的公式不是很清楚,就想核对这个公式推导过程中的数学思维。尺缩钟慢是一个使人对时间的认识产生怀疑的一种观念,人在运动中,飞机在飞行中,火车在行驶中,都使得人对时间的快慢无法确定,对时间产生怀疑。在学习相对论中,认为这个公式是由于洛伦兹对数学正数与负数的概念不清楚,不能正确使用正号,负号导致错误产生的。负数是数学术语,比0小的数叫做负数,负数与正数表示意义相反的量。负数用负号(Minus Sign,即相当于减号)“-”和一个正数标记,如−2,代表的就是2的相反数。于是,任何正数前加上负号便成了负数。一个负数是其绝对值的相反数。在数轴线上,负数都在0的左侧。洛伦兹公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct)。应该写成 (-x′ + ct′)= μ(-x + ct) (4)才能符合负数的规定。这一方向性错误,使对事物的认识距离相差十万八千里。

科学由于存在客观的一面,如果尺缩钟慢公式是正确的,一定能够经得起各种方法的检验,复核,如果是假的公式,那么其公式推导过程一定存在假货,总会露出破绽。尺缩钟慢如果作为量度工具,由于误差的存在,真正做到正确无误是很难的。尺缩钟慢也是正常的。但如果是一个数学公式,那就有所不同,尺缩钟慢的公式应该是来自相对论中洛伦兹变换,我有机会读洛伦兹简单变换,就其中问题与大家分享,速度越快时间越慢应该来自相对论中洛伦兹变换,但我读了洛伦兹变换简单推导,发现开始四式就存在错误,因为数学是一门不以人的感情决定正确与否的知识,它的严密性,可检验性,都是客观存在的。x = ct x − ct = 0 (1) 。x′−ct′=0 (2) 。 (x′−ct′)=λ(x−ct) (3) 。 (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4)。这是洛伦兹变换四个式孑,能不能用科学方法检验其正确性。先理解公式(1)x = ct x − ct = 0 (1) 公式中c表示光速,就是速度;t表示时间;那么x表示什么呢?我们由距离=速度✖️时间,式子中可以知道,x表示事件从X轴坐标原点到x的距离。例如:光速c30万公里✖️时间3秒=90万公里。x就是位于从原点出发到第三个位置的距离90万公里。如果用每小时100公里匀速行驶的火车描述,每100公里一个车站,火车就是到达第三站,从原点到第三站距离300公里。

X轴坐标原点⭕️……1⭕️……2⭕️……3⭕️……

1、⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……第一站作原点。

2、…………⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……第二站作原点。

3、……………………⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……⭕️……第三站作原点。

⋯⋯火车过一站就减去一站,与第二站上车等同,再过一站,再减去一站与第三站上车等同。系数是乘法,而这里坐标移动是减法。

公式(2)x′−ct′=0 (2) 可以理解为第一在原点上车的乘客经过一站,下一站作原点上车的乘客。

公式(3) (x′−ct′)=λ(x−ct) (3) 。左式用公式(2)代入 (0)=λ(x−ct) (3) 右式用公式(1)代入

(0)=λ(0)(3) λ(0)=0,于是公式(3)写成0=0。

公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4) 作者是指负方向,什么叫负方向,假如一个人伸开手臂,右手指向为正方向,那么左手指向为负方向,其他没有改变。显然这个式子出了问题,我们以x➕ct为例,x是距离光运动3秒钟:距离90万公里➕30万公里✖️3秒=180万公里,光只是向负方向运动3秒钟,总共位置移动90万公里,而上式结果是180万公里,显然是不成立的,向负方向运动距离应该有负号,才能使人认识事件是处于左边负方向上,应该写成距离-90万公里=-(30万公里✖️3秒),移项写成一x➕ct=0。公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4)应该写成 (-x′ + ct′)= μ(-x + ct) (4),也是0=0才是。(3)式➕(4)式都是零式,零0⃣️➕➖✖️➗都是零0⃣️,0⃣️也是🈳️的意思,就是什么都没有。洛伦兹推导应用在这里结束了。

二、狭义相对论中伽利略在匀速行驶的火车上,人与火车速度相加,我们看到装货的火车行驶速度与载人的客车没有速度的区别,例如一节车厢载有20名乘客,有人在车厢中向左👈,向右👉,向前,向后走动,如果人在车厢中走动的速度能和火车速度相加,人向左走火车就向左摆动,向右走火车就向右摆动,向前走火车就快,向后走火车就慢,那么火车与车厢中人处于什么运动状态呢?一个人向前奔跑的速度,另一个人向后跑的速度跟这个人向前跑的速度无关联。它们是两个互为独立的事件。无论有多少事物在旁边,它们各自独立,速度只能是指某一特定物体在单位时间内通过的路程的多少,对于事物的速度确定,首先需要确定测试的起点,例如对一列正在匀速直线行驶的火车,首先需要将计时钟对应于火车所处的位置作为起点,过1小时火车通过的距离即为时速。以在手电筒发出的光为例,也就是说在发光的那时原点就被确定了,粒子的运动也和人的运动一样,运动是个体的事情,旁边是否有其他人也在运动,那是别人的事,就像人吃饭,只能自己来。速度能否叠加,以伽利略变换为例。

速度是一种事物的运动特性,例如人的步行速度,步行,是指人或其他两足动物使用比跑步慢的速度行。

在人类或其他两足动物中,一般来说,步行是用脚步进行的,且在步行阶段中,仅单脚离开地面。相反,在跑步的中开跑的时候,一般均是双脚离地。

根据统计,平均在九到十六个月间,大多数宝宝开始学走[1],而平均老年人步行的速度是3.2 km/h ~ 3.9 km/h,年轻人则为3.75 km/h ~ 5.43 km/h[2][3]。而在行人路、小径或路上行走的人则称为行人。

行人🚶‍♀️的速度并没有因为两个人背对背行走而改变,也没有在火车车厢地板上行走而改变。光速也一样。

速度是不同种类的事物运动特征,各自独立。在复合关系中,速度不能相加或相减。

我们读科学家写的书,也是一种自我重新开始认识的一个过程。科学家的思想对普通人来说影响深远,因为普通人认为科学家的思想是通过检验的真理表达,今天我要说的在狭义相对论中伽利略速度相加原理W=v+w可能是错的,我们无法不加辩别就跟随在错误的思维中前行。我们用这样的例子说明,看到火车的人都知道,一列火车由很多节车厢组成,假如一列火车载有10节车厢,以每小时100公里的匀速速度行驶,这10节车厢都是维持每小时100公里的速度行驶,假如在某个车厢,在这里就用第三节车厢,在第三节车厢有人向前行走,为方便说理,假如人以每小时1公里的速度与火车同向行走,使用W=v+w公式,得出W=100公里+1公里=101公里,这101公里的速度无论代表人的速度,代表火车的速度还是代表火车与人的速度相加,在这一列载有10节车厢的火车,都没有得到合理的位置。这一节车厢与其他车厢不同的速度结果,这显然与事实不符。在狭义相对论中将人在车厢走动的速度换成光的速度,由于基础是错误的,结论会变得正确吗?

pdf版10-11页:6.经典力学中所用的速度相加定理 假设我们的旧相识,火车车厢,在铁轨上以恒定速度 v 行驶;并假设有一个 人在车厢里沿着车厢行驶的方向以速度 w 从车厢一头走到另一头。那么在这个 过程中,对于路基而言,这个人向前走得有多快呢?换句话说,这个人前进的速 度 W 有多大呢?唯一可能的解答似乎可以根据下列考虑而得:如果这个人站住 不动一秒钟,在这一秒钟里他就相对于路基前进了一段距离 v,在数值上与车厢 的速度相等。但是,由于他在车厢中向前走动,在这一秒钟里他相对于车厢向前 走了一段距离儿也就是相对于路基又多走了一段距离 w,这段距离在数值上等于 这个人在车厢里走动的速度。这样,在所考虑的这一秒钟里他总共相对于路基走 了距离 W=v+w。我们以后将会看到,表述了经典力学的速度相加定理的这一结 果,是不能加以支持的;换句话说,我们刚才写下的定律实质上是不成立的。但 目前我们暂时假定这个定理是正确的。 当然我们必须参照一个刚体(坐标系)来描述光的传播过程(对于所有其他 的过程而言确实也都应如此)。我们再次选取我们的路基作为这种参考系。我们 设想路基上面的空气已经抽空。如果沿着路基发出一道光线,根据上面的论述我 们可以看到,这道光线的前端将相对于路基以速度 c 传播现在我们假定我们的车 厢仍然以速度 v 在路轨上行驶,其方向与光线的方向同,不过车厢的速度当然要 比光的速度小得多。我们来研究一下这光线相对于车厢的传播速度问题。显然我 们在这里可以应用前一节的推论,因为光线在这晨就充当了相对于车厢走动的 人。人相对于路基的速度 W 在这晨由光相对于路基的速度代替。W 是所求的光 相对于车厢的速度。我们得到: w=c-v 于是光线相对于车厢的传播速度就出现了小于的情况。 但是这个结果是与第 5 节所阐述的相对性原理相抵触的。因为,根据相对性 原理,真空中光的传播定律,就象所有其他普遍的自然界定律一样,不论以车厢 作为参考物体还是以路轨作为物体,都必须是一样的。但是,从我们前面的论述 看来,这一点似乎是不可能成立的。如果所有的光线相对于路基都以速度 c 传播, 那么由于这个理由似乎光相对于车厢的传播就必然服从另一定律——这是一个 与相对性原理相抵触的结果。

三、Pdf 狭义相对论中的课文:3.经典力学中的空间和时间 力学的目的在于描述物体在空间中的位置如何随“时间”而改变。如果我未 经认真思考、不如详细的解释就来表述上述的力学的目的,我的良心会承担违背 力求清楚明确的神圣精神的严重过失。让我们来揭示这些过失。 这里。“位置”和“空间”应如何理解是不清楚的。设一列火车正在匀速地 行驶,我站在车厢窗口松手丢下(不是用力投掷)一块石头到路基上。那么,如 果不计空气阻力的影响,我看见石头是沿直线落下的。从人行道上观察这一举动 的行人则看到石头是沿抛物线落到地面上的。现在我问,石头所经过的各个“位 置”是“的确”在一条直线上,还是在一条抛物线上的呢,还有,所谓“在空间 中”的运动在这里是什么意思呢?根据前一节的论述,就可以作出十分明白的答 案。首先,我们要完全避开“空间”这一模糊的字眼,我们必须老实承认,对于 “空间”一同,我们无法构成丝毫概念;因此我们代之以“相对于在实际上可看 作刚性的一个参考物体的运动”。关于相对于参考物体(火车车厢或铁路路基) 的位置,在前节中已作了详细的规定。如果我们引人“坐标系”这个有利于数学 描述的观念来代替“参考物体”,我们就可以说,石块相对于与车厢牢固地连接 在一起的坐标系走过了一条直线,但相对于与地面(路基)牢固地连接在一起的 坐标系,则石块走过了一条抛物线借助于这一实例可以清楚地知道不会有独立存 在的轨线(字面意义是“路程——曲线”);而只有相对于特定的参考物体的轨线。 为了对运动作完整的描述,我们必须说明物体如何随时间而改变其位置;亦 即对于轨线上的每一个点必须说明该物体在什么时刻位于该点上。这些数据必须 补充这样一,个关于时间的定义,依靠这个定义,这些时间值可以在本质上看作 可观测的量(即测量的结果)。如果我们从经典力学的观点出发,我们就能够举 出下述方式的实例来满足这个要求。设想有两个构造完全相同的钟;站在车厢窗 口的人拿着其中的一个,在人行道上的人拿着另一个。两个观察者各自按照自己 所持时钟的每一声滴咯刻划下的时间来确定石块相对于他自已的参考物体所占 据的位置。在这里我们没有计入因光的传播速度的有限性而造成的不准确性。对 于这一点以及这里的另一个主要困难,我们将在以后详细讨论。

学习了科学文章,自由落体运动。自由落体运动源于地心引力,物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动(其初速度为Vo=0m/s)譬如用手握住某种物体,不施加任何外力的理想条件下轻轻松开手后发生的物理现象。

在这节课中在匀速行驶火车车厢窗囗松手落下石头是直线显然与事实不符。

自由落体运动:

1.初速度Vo=0

2.末速度V=gt

3.下落高度 H=1/2gt^2(从Vo位置向下计算)

假设在一座房子窗户,高3米,石头10公斤,松手落下,代入公式:3=0.5✖️9.8✖️t^2

t^2=3➗4.9。t^2=0.612. t=0.78秒。

又学习了平抛运动

物体以一定的初速度水平方向抛出,如果物体仅受重力作用,这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体,由于所受的合外力为恒力,所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。平抛运动是曲线运动 平抛运动的时间仅与抛出点的竖直高度有关;物体落地的水平位移与时间(竖直高度)及水平初速度有关。,其速度变化的方向始终是竖直向下的。

平动惯性力

根据牛顿第二定律,当物体所受的不为零的恒定合外力时,将作匀加速运动,其力与运动的关系为:F=ma

假如一列火车 以每小时100公里的速度匀速行驶,在车厢窗口有10公斤的石头,先换成秒速度

一公里=1000米,一小时=3600秒。100000➗3600=28米/秒。F=10✖️28,F=280公斤。也就是火车车厢窗口的石头在每小时100公里匀速行驶的火车上有280公斤的水平推力。


KongZWang


迈克尔逊莫雷实验,在地球的大气中进行,光在地球相同状态的大气,以其传播的空气为参照系是,光的传播速度不变,符合波的传播特点。波在相同状态的介质中传播,以其传播速介质为参照系时,波的传播速度不变。

太空中存在大量的带电粒子,光在太空中相同状态的带电粒子中传播速度也是不变的。但光在太空中不相同状态的带电粒子中传播速度是会发生变化的,这点可以用引力透镜现象证明,光速发生变化会产生折射现象。

波的传播速度是以其传播介质为参照系,波在传播时,其传播介质的运动速度是不会对波的传播速度产生影响 ,这是波的传播特性。

爱因斯坦在不知道波的传播特性情况下,提出了光速不变原理来解释迈克尔逊莫雷实验的结果,用光速不变原理来解释波的传播速度不变。

如果能光在介质中传播速度不变,来证明光速不变原理,那声音在介质的传播速度不变,也就能证明声速不变原理。声音在相同状态的气体中、声音在相同状态的液体中、声音在相同状态的固体中,以声音的传播介质为参照系时,声音的传播速度也是不变的。

光速不变原理、电磁波传播不需要介质、相对论都是没有依据的谬论。


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