淺聊有趣的相對論

想象一下,當你以很高的速度行駛的時候,繞著地球轉了一圈,回來發現你的兒子和你一樣大了!??一個和你一樣大的年輕小夥子對著你叫爸爸!??

相對論可以說是一個劃時代的發現了,愛因斯坦成功的顛覆了經典物理的侷限性,運用相對論來解釋很多很多東西,並且很成功,相對論對於實驗的預測也被證實,但是對於今天老師講的相對論還是有點懵,真的是不知所云,我就來捋捋思路,發散下思維。

先聊聊狹義相對論,超級厲害的偉大的物理學家愛因斯坦先給出了兩個公設即光速不變原理和物理定律在任何的參考系都成立。在狹義相對論提出之前,人們都認為空間和時間是沒有關係的,是各自獨立的存在,但是由於在牛頓時期人們觀察到的物體普遍都是低速物體,限於時代背景的原因,所以那個時候推斷的經典物理學就是真理,大家都覺得對,現實情況也符合,皆大歡喜不是嗎。

可是愛因斯坦這個大佬不這麼想,他說,要描述一件事情的話,必須需要時間和空間座標同時滿足才可以(好像很有道理的樣子),然後他把公設一拋出(來來來,各位看我),用這兩個公設推導出了震驚經典物理學家的相對論!!(震驚)。那麼,相對論是個啥玩意???

舉個簡單的例子,如果你在一輛快速行駛的列車上面坐著,你的好基友在站臺處送你,假如列車的速度足夠快的話(與光速相差不大於一百倍),那麼就會產生相對論效應,產生的第一個效應就是尺縮效應,根據下面的公式(愛大佬提出的),u的速度就是列車的速度,L₀就是原長,在不同的參考系下面,沿運動方向的尺度會發生相對論變化,簡單點說,假如你是L₀的寬度,在列車以√2C/2的速度航行時,你在你的好基友看來只有√2/2個L₀寬了,差不多0.707個L₀(是不是變瘦了哈哈哈),所以以後見面的時候一定要選在火車站,這樣你就可以看起來更苗條了,這可是有科學根據的(開玩笑,速度太小可以忽略哈哈哈)

淺聊有趣的相對論

接著我們討論下時間的相對論變換,對於時間變換,有著一個鐘緩的相對論變換,什麼意思?

淺聊有趣的相對論

先看公式,是不是感覺愛因斯坦大佬很厲害,這可都是推導出來的。還是上面那個火車站的問題,什麼意思,u還是火車的速度,假如u的速度足夠大(就是不能與光速相比被忽略),那麼代入上面的公式,那發現了什麼?是不是分式下面的小於1,所以等式左邊的就會大於等式右邊的式子,對吧。解釋一下,在不同的參考系中,由於參考系之間實在相對運動的,那麼各個參考系裡面的時間變化也不一樣,簡單舉例,火車速度足夠大的話,你的好基友聽了一首五分鐘音樂的時間,你才只聽了兩分鐘。是不是感覺很玄幻,沒事,這些都已經被現代物理科技證明了是正確的,時間流逝確實會有差異,但是在低速世界裡面,這些差異可以忽略不記,那個零點零零(不知道多少個零)幾個微秒的時間,發個呆就沒了哈哈。

可是相對論對於低速世界的影響也不可忽視的,由於天上的衛星和地面的參考系不同,其間存在速度差,所有存在鍾緩效應,雖然很小很小,但是如果不加以調整的話,GPS導航的誤差將會到達一百米左右,以後就不要吐槽什麼地圖缺德了哈哈,保不齊是相對論惹的禍(開玩笑嘿嘿)

好了,我只是聊了相對論的一些皮毛,具體的更深跟有趣的東西還有待我們發掘呢,相對論的發明,使得時空穿梭成為可能,不過,還有很多的艱險需要我們去克服。

如果有什麼錯誤,水平所限,敬請海涵,指正後立刻修改,

如果你有更好的意見,歡迎討論哦。

膜拜愛因斯坦大佬。

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