怎么学相对论。。。。。。。

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百度网友74aec8f
2013-11-10 · TA获得超过8965个赞
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相对论是把相对性原理与经典物理学相结合的理论。

要学好相对论先要学好经典物理学,再站在相对性的立场上看问题。

 

相对论并不神秘,相对论的神秘感来源于站在绝对论或地心说立场上解读相对论。

只要抛弃了绝对论或者地心说观念,就可以无师自通了。

 

地心说是以地球为宇宙中心的宇宙学说,这一学说早在几百年前就已经破灭了,但是现在还有很多人用这一学说来解读相对论。造成了种种混乱的思维方式,还创造出了各种所谓的悖论。

 

学过物理学的人都知道速度是相对的,没有参照物就没有速度的概念。

但就是这一点非常基本的物理常识,往往被人忽视了。

 

比如常常有人说:“一个物体以接近光的速度运动时,它的时间会变短。”

如果有着坚定的相对性观念,一眼就看出这句话的缺陷了,一个物体以接近光的“速度”运动,这里的速度是什么?单独的说一个物体有速度吗?连速度都没有如何接近光速?

 

举例来说:一个人在走路时看地面的速度是1.3米/秒,一辆车在运动时看地面的速度是13米/秒,一架飞机起飞时看地面的速度是130米,一颗炮弹在飞行时看到地面的速度是1300米/秒,一颗人造卫星绕地运行看地面速度是13000米/秒,一颗流星掠过地球时看地面的速度是130000米/秒……,地球的速度是多少?

 

其实地球的速度不是地球说了算的,是其他物体说了算的,而且谁想说是多少就是多少。也就是说,单独一个物体来说,速度没意义。就像 0×任意数=0,所以0/0没意义一样。

 

光速能和一个物体的速度叠加吗?显然不能,一个物体的速度是任意的,要是光能和它的速度叠加,那不是表示光速也是任意的?

 

如果相对速度快了时间就变慢,宇宙中某天体看地球的时间慢10%,另一天体看地球时间慢20%,再有一物体看地球时间慢30%……,地球咋办啊?

 

 

 

我们看一看洛伦兹变换的意义,上图中的A是相对O以速度v运动的惯性系。B是A系统上的一点。当A与O生命的刹那,一光子从A点射向B。

在A看,光子的路径是ct' ,在O看光子的路径是ct ,并且在t 时间,A移动了vt的距离。

三者的关系是:(ct')²+(vt)²=(ct)²,勾股定理都知道。

把上面的式子变换一下就得到了:t'=t×√(1-v²/c²),这个公式说明什么呢?是t' 变慢吗?

从上面的图一眼就看出来了,v的大小对ct' 没任何影响,只会影响ct 。而ct  是O上的观测结果,不是A上的结果。速度对A上的观测没任何影响。

 

我们举个好懂一点的例子:一个房子离你很远时你看到它很小,不信可以用照相机照下来再用尺子量一量。显然测量到的尺寸很小,那么要还原真实尺寸该如何做?是不是要乘一个恰当的因子把测量到的数值变大?定成公式就是 L'=L×k,其中的k 大于1。我们不能因为乘了大于1 的因子就说远处的物体变大了吧?同样我们乘了小于1 的因子也不应该说高速运动的物体的时间变慢了。正相反,是我们测量到的数值变小了,或测量到的时间变快了,所以要用一个因子来抵消或纠正距离或速度造成的测量误差。

 

造成测量远处物体的变小的原因是光的直线传播特性,造成测量相对高速运动的物体时间变快是因为光速不变。都是因为光的特性造成的。

 

正确的说法是

“相对我们高速运动的物体的时间比我们测量到的时间慢”。

“相对我们距离远的物体的尺寸比我们测量到的尺寸要大”。

 

爱因斯坦在回答媒体或公众时经常开的一句玩笑话就是:假如你是个男士,陪伴一个漂亮的年轻女士一个下午,你会感觉时间过得很快;陪伴一个唠唠叨叨的老太婆一个下午,你会感觉时间很慢,这就是相对论。

 

这句话看上去只是一个玩笑,但却说明了感觉是相对的,我们对外界事物的感知是相对的。

但是,爱因斯坦还有一句话:我们必须认定我们的感觉是真实的,因为我们没有办法证明它不是真实的。或者如果我们不相信感知到的事物,那就没有任何依据来讨论真实了。

他在狭义相对论的意义一书中说到:有人指责光速不变没有经过证明,其实光速不变不需要证明,因为我们无论如何测量都无法证明它会变。而且对于相对性原理来说,光速变与不变并没有根本的影响。(上面引述的不是原话,只是大概意思)。

 

狭义相对论只是讨论了由于相对速度很高时造成的测量与真实数据的误差及通过洛伦兹变换来修正误差的问题。因为是对惯性系而言的,因此没有涉及到力的问题。

 

在广义相对论中我们会发现,由于相对性观念的引入,以及光速不变的引入,证明了更多经典物理学不曾研究过的问题。

 

F=ma是经典物理中最广泛应用的公式,在相对论中,质量转化为能量的质能公式就由此而来。

两边同乘上距离就是功,功是能量转换的数值。那么一个物体的质量转换成能量就在公式两边乘上距离。E=FS=maS=mv²,但是v是什么?一个物体没有速度的概念,或者说速度是任意的。而一个质量一定的物体不可能是任意的,这里的速度一定是一个相对任何物体的速度恒定不变的量,那就是c,换句话说,质量转换成的能量必然以光速辐射出来。所以质能公式就是E=mc²。

 

上面的公式变换一下就得到  m=E/c²。如果给一个物体加速,当物体的速度越来越快时,它的能量就越来越大,必然体现在质量在变大。而这里的速度是相对给它施加力的参照物来说的,因此,也是给它施力的参照物上感觉它的质量在变大。而对于那个物体(或与它相对静止的参照系)来说,它本身是没有速度的,因此它的质量并没变,只是观察者的感觉质量变大了。

 

时间会不会变慢呢?当然会。但是时间变慢不像有的人想的那样因为测量造成的变慢,而是真正的变慢。

要知道时间如何变慢,就要先了解一下什么是加速度。F=ma,显然加速度就是a=F/m。

左边是加速度,右边就是引力场强度(单位质量所受的引力)。这个公式表明了加速度与引力场强度等价。或者说,加速度是引力场强度的值。因此我们可以用a表示引力场强度。

 

加速度是  a=dv/dt,积分后得到  a=v/t,也许有人说应该还有一个常数,但是在相对论中,一个物体是没有速度的,所以那个常数是0。变换一下得到 t=v/a,这里的v当然也是c,a是引力场强度。t=c/a,这个公式表明,时间由物体所在空间的引力强度决定。引力强度越大,则时间越慢。宇航员戴的表会比地面上的表慢,原因就是发射飞船时强大的加速度造成的。而不是观测误差,如果观测高速运动的物体时间会变慢就真的变慢了,那观测远处的人身体会变大,回来不是就进不了家了?

 

已经说到这了就顺便再说一下虫洞和奇点:

t=c/a

虫洞:人们把宇宙中引力强度是0  的地方叫做虫洞。显然当a=0时,时间就会变得无限快。那是人们期望能够穿越时空的地方。

奇点:人们把宇宙中引力强度是∞的地方称作奇点。显然当a=∞时,时间就静止了。

因此在整个宇宙形成前,因为整个宇宙就是一个奇点,所以时间是静止的,因此在宇宙大爆炸前没有时间。

在黑洞中,引力接近∞,但并不是∞,所以那里的时间接近静止。光从那里辐射出来后,进入到引力小的地方就会加快速度,造成了红移,红移到了红外线以下就看不到了。因此成为宇宙中的暗辐射。其实就是从黑洞处发出来的光。

 

我想,知道了相对性原理,深入的理解了我有的物理概念,相对论并不神秘。爱因斯坦要是不创立相对论,估计你也能创立相对论物理学了。

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2019-05-20 · 乐卓全面屏手机,一部拥有黑科技的手机。
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狭义相对论的话其实数学并不算太难,有高中物理的知识其实也够了,只是可能理解有困难.(多说一句,这也是民科泛滥很大的原因,人人可学,但真正懂了很难)而如果有电动力学乃至微分几何的基础的话,应该会容易得多.
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zhongguo4320
2013-11-08 · TA获得超过204个赞
知道小有建树答主
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思想家“老子”的“庄周梦碟”就是相对论理论
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过意110
2013-11-10 · 超过17用户采纳过TA的回答
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时间 空间 速度 物质 等你明白了这些 就可以学了
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