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怎樣理解狹義相對論——狹義相對論簡析
狹義相對論主要是解決麥可遜-莫雷實驗中得到的光速各向不變的結果裡的速度疊加矛盾的。 空間簡化為一維的二維時空坐標由於時間和空間上的洛倫茲變換預示了光速是宇宙中的極限速度,所以當諸如火箭上發射火箭這樣的速度疊加不能再用經典理論裡的速度疊加,而要用狹義相對論的速度疊加
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愛因斯坦的「狹義相對論」
愛因斯坦提起愛因斯坦,可謂是家喻戶曉,但是關於他提出的「狹義相對論狹義相對論包含了兩個基本原理:狹義相對性原理和光速不變原理。所謂狹義相對性原理就是說所有物理定律在所有慣性參考系中都是有效的;光速不變原理就是說光總是以一個確定的速度傳播,傳播速度的大小與光源的運動狀態沒有關係。在經典力學中,物體的運動速度跟觀察者所處的慣性參考系統有關,而光速不變原理卻與之不相容。有了這兩條基本原理,我們才能更好地理解狹義相對論。
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廣義相對論和狹義相對論
牛頓的理論在我們可見世界裡從沒出過差錯,直到愛因斯坦的出現,才發現這一切的圖樣圖森破。在講解相對論之前我們來講一個小🌰。先來說狹義相對論。簡單來說,狹義相對論是一種新的時空觀,在這種時空觀中,物體的運動速度會影響其質量,空間,以及時間。這個看似古怪的理論其實已經經過無數實驗的證明。
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狹義相對論中的時間相對性,你能正確理解嗎?
眾所周知,愛因斯坦憑藉出色的頭腦得出了:狹義相對論。但是理解這個理論卻非常的困難,因為這和我們固定的思維模式和直覺完全相反,使得這個理論最開始出來時受到大家的反對。但是經過無數次實驗的驗證,這樣一個反常規的物理規律居然是正確的,所以人們慢慢接受這個理論,但是你真的理解相對論中的時間相對性嗎?
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兩個小故事能否增加你對狹義相對論的簡單理解
狹義相對論的兩個基本假設1.愛因斯坦相對性原理:在不同的參考系中,一切物理規律都是相同的。2.光速不變原理:真空中的光速在不同的參考系中都是相同的。》雜誌刊登了一篇《關於運動物體的電動力學》的論文,它宣告了狹義相對論假說的問世。
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通俗理解狹義相對論的兩個基本原理
因為相對論,電磁場理論不僅能夠成立,而且還能描述高速運動現象。所以我們在討論場時,不能忽視狹義相對論的兩個基本原理。創立狹義相對論的背景人們從傳統的時間、空間和運動的觀念出發,看到電磁現象是不服從伽利略相對性原理的(牛頓力學的核心雖然是絕對時空觀,但牛頓依然承認伽利略的相對性原理,因為牛頓認為絕對時空觀說的是空間本身,並不指個體的運動)。
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如何理解狹義相對論
狹義相對論的科普文汗牛充棟,但反相的奇文也不缺,為何會這樣?狹義相對論是一個刷三觀的好例子,因為相對論顛覆了人們粗淺的自以為是的經驗常識,人們在日常生活經驗中,通常會自然而然產生絕對時空觀,絕對時空觀認為時間與空間的度量與慣性參照系的運動狀態無關,同一物體在不同慣性參照系中觀察到的運動學量(如坐標、速度)可通過伽利略變換而互相聯繫。
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相對論誕生:愛因斯坦是如何創立狹義相對論的?(下)
才能明白為什麼愛因斯坦跟其他物理學家的思路不一樣,為什麼他會捷足先登創立狹義相對論。理解了愛因斯坦堅信不存在絕對運動,就很容易理解對於洛倫茲1895年的那篇論文,為什麼愛因斯坦一方面對洛倫茲在那些「技術上」的處理非常滿意,另一方面又對洛倫茲的靜止以假設非常排斥了。不存在絕對運動,也就是說只有兩個物體之間的相對運動才是實在的。
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相對論誕生:愛因斯坦是如何創立狹義相對論
所以,愛因斯坦提出了狹義相對論之後,洛倫茲一方面對愛因斯坦的工作大加讚賞,另一方面卻依然堅持自己的以太,這是很多人難以理解的。在狹義相對論之前堅持以太就算了,怎麼狹義相對論都出來了,你還堅持以太?這是愛因斯坦和其他物理學家最大的不同,也是理解愛因斯坦創立狹義相對論的關鍵。那麼,我們不禁要問:為什麼愛因斯坦會如此堅信「不存在絕對運動」呢?如果這個事情這麼重要,為什麼其他物理學家不這樣想呢?要理解這個事,我們需要先理解為什麼之前大家基本上都認為存在絕對運動?
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一口氣通俗理解《狹義相對論》時間膨脹效應
《狹義相對論》也是如此,因為在日常生活中,我們所接觸的一切事物,如果利用《狹義相對論》來計算更精確,但是與我們原本的常識之間的誤差,更加微不足道,除非利用更加精密的儀器,否則你要突然蹦出來一句「時間是相對的,我的時間比你走得慢」,肯定分分鐘讓吐沫淹死。實際上狹義相對論並非難以攀登,就是一層窗戶紙,捅破了也就破了。
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為什麼「洛倫茲變換」對「狹義相對論」來說是如此重要?
我們知道狹義相對論裡面,描述一個物體當前的狀態有四個量(x,y,z,t),x,y,z當然就是長、寬、高,t是時間,所以一個參考系裡面,描述物體狀態就用這四個量。但是參考系可以多個,不同參考系下看同一個物體,這四個量有所不同。
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狹義相對論和廣義相對論到底有啥區別?
之前的所有文章,我們多次談到相對論中的時間膨脹和長度收縮概念,其實這裡所說的相對論僅僅是狹義相對論,其中長度收縮僅僅是一種相對效應,也就是地面人看運動的物體,長度變短了,但是運動物體自己看自身,長度依然是沒變的,這就是長度的相對性,如果不理解這個,可以翻翻前面的文章看下。
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了解相對論和量子力學會怎樣影響人的思想?
相對論和量子力學是現代物理學的兩大理論基礎,它們的建立是二十世紀科學界的重大事情。相對論和量子力學是反常識的,它們的建立極大地刷新了人類的認識,當人的認識被刷新後必定能夠影響人的思想和行動。了解相對論和量子力學的人在遇到一些事情時就能顯露出他們的思想。
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了解相對論和量子力學會怎樣影響人的思想?
相對論和量子力學是現代物理學的兩大理論基礎,它們的建立是二十世紀科學界的重大事情。相對論和量子力學是反常識的,它們的建立極大地刷新了人類的認識,當人的認識被刷新後必定能夠影響人的思想和行動。了解相對論和量子力學的人在遇到一些事情時就能顯露出他們的思想。
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愛因斯坦是如何發現狹義和廣義相對論的?
相對論創立初期整個理論體系就非常完善了,但是壓根沒人相信他,為什麼?就是因為沒有實驗驗證,直到愛丁頓在1919年觀測到了和廣義相對論相符的日食現象,愛因斯坦和相對論才開始慢慢被大家接受,而愛因斯坦提出狹義相對論的那一年是1905年,足足過去了14年。
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狹義相對論和廣義相對論的區別是什麼?
要了解狹義相對論和廣義相對論的區別,我們首先要搞清楚,這兩個理論大概說了什麼?狹義相對論我們先從狹義相對論說起,其實狹義相對論解決了一個物理學的重大矛盾。後來,26歲的愛因斯坦提出了狹義相對論。有人說他高舉了奧卡姆剃刀原理才成功的,這個奧卡姆剃刀原理大意是:如無必須勿增實體。翻譯過來就是,咋簡單咋來。既然光速是不變的,那為啥還要假設「以太」?於是,愛因斯坦就以「光速不變原理」和「相對性原理」為基礎假設,推導出了狹義相對論。
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為什麼愛因斯坦狹義相對論中的光速不能被超越?
牛頓力學的局限性在於它所描述的情況是低速的情況,在低速的情況下,是符合現實的,當速度很快的情況下,牛頓力學就無能為力了,這個時候就要藉助於狹義相對論了。狹義相對論中的速度疊加在牛頓力學中,速度的疊加公式是v=v1+v2在狹義相對論中,速度的疊加公式是v=(v1+v2)/(1+v1v2/c的平方)(c是光速)我們看這個公式,當v1和v2兩個速度超過光速,越來越大的時候,這個公式的分母也越來越大,這就導致這個公式無法超過光速,這個公式的最大值是多少
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相對論誕生:愛因斯坦是如何創立狹義相對論的?(下)
也就是說,貝索是愛因斯坦在狹義相對論的論文裡唯一明文感謝的人。他那天到底跟貝索聊了啥,我們現在是沒法知道了。但是,我們試著猜想一下,看看愛因斯坦在1905年初到底知道些什麼,困擾他的問題又是什麼,要怎樣才能合理地解決這些問題。
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「廣義相對論」和「狹義相對論」都說時間會變慢,有啥區別?
我們來回顧狹義相對論裡面的「時間變慢」,說的是你相對於地面靜止,一列火車相對於地面運動速度是0.1c,c是光速。如果此時你去看火車裡的人會發現「時間變慢」了,但是火車人看自己發現時間未變化,針對這個看似矛盾的問題其實並不矛盾,如果你看了我之前寫的狹義相對論文章就應該知道,狹義相對論造成的「時間變慢」這個效應本身也是「相對的」,效應本身相對意味著換參考系,「效應」就會發生變化。
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狹義相對論最核心的精髓是什麼?
我們都知道愛因斯坦創建了狹義相對論,這個相對論由於過於高深所以一般人都不懂,但是這個理論卻可以通過非常通俗易懂的語言表達出來,不需要繁瑣的公式推導,今天我們就來談談狹義相對論的核心和精髓。其實我在之前的文章已經講過這個理論。首先你要明白狹義相對論為什麼會被提出來?