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狭义相对论入门教程(1)---牛顿与爱因斯坦的关联与相对论假设

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发表于 2008-2-29 23:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
很多人看过相对论,很简单的东西,本文专为从未系统看过相对论人准备。希望高手不要对本教程本身做否定。我本身不是学理论的,因此如有理论错误请指出.
                                        -------------------BY 中原
牛顿时代两大理论架设是“牛顿相对性原理”和“伽利略变换”。这两个东西的观点很普通,和大家在高中学的东西一样,只是高中阶段默认为正确,从没想过其错误的可能。。。
在两个惯性系中考察同一物理事件那时候用伽利略变换处理
那些公式无非是x=x,v ' =v+△v,很直观的东西(现在一般的物理题或者工程问题都是如此用这些东西),结论也很简单:

宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同,质量与运动无关,力与参照系无关,时间是绝对的,长度也是绝对的


相对论的推出,是爱因斯坦想出来的,而这个想法,当时有个很出名的试验叫做迈克尔逊-莫雷试验,我不清楚爱因斯坦到底参考了这个实验没有,反正这个实验的结果没有否定相对论,而且从一个侧面说明了光速不变假说。
其实相对论的理论支持需要两个假说:相对论原理假说和光速不变假说
说具体一点就是这么两句话:
一切物理规律在任何惯性系中形式相同
光在真空中的速度与发射体的运动状态无关
第一句大家争论的不多,但是光速不变假说争论的就很多了。但是光速不变在科学界(不算民科)都认为相当准确。

光速不变并不是仅仅一个试验说明,它是有理论基础的!!
那个出名的实验当时是想证明这个错误,但是并不能证明其正确,你在一个“静止”的参考系中,该实验结果肯定是零。既然光速作为物理规律的一部分加以体现(在麦柯斯韦电磁场理论中),在别的参考系必然也一样
中微子说了这么一段话:“如果麦克斯韦方程正确,而且满足相对性原理,那么可以证明光速不变是正确的,但在爱因斯坦提出狭义相对论的时候还不知道麦克斯韦方程是否正确,于是才把光速不变作为基本假设。 ”他的意思是说麦克斯韦方程其实可以证明光速的绝对性的,只是不是只有这一个理论,再引用其一段话:“量子力学中可以看到,如果光子的静止质量为零那么光速不变是正确的,而光子作为电磁力的媒介子,其静止质量为零直接导致了库仑定律的平方反比率,只要验证库仑定律是否严格遵循平方反比率,就可以间接验证光速不变是否正确 ”
从量子物理和麦克斯韦电磁方程两个理论和一个侧面的迈克尔逊-莫雷试验已经完美的演绎的光速的绝对,基本上这个假说就是公理了。。。
这个公理推出:c'=c+△V,与牛顿时代的理论确实不同,但是当低速的时候,区别可以忽略,这个叫做理论的向下兼容,说明这个理论和牛顿力学不矛盾。。。
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