Question

相对论的基本原理

Answer 1

狭义相对论的基本原理
一、在任何惯性参考系中，自然规律都相同，称为相对性原理。
二、在任何惯性系中，真空光速c都相同，即光速不变原理。
其中第一条就是相对性原理，第二条是光速不变性。整个狭义相对论就建筑在这两条基本原理上。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时，应该满足洛伦兹变换，而不是满足伽利略变换。并由此推出许多重要结论，例如：
1、两事件发生的先后或是否“同时”，在不同参照系看来是不同的（但因果律仍然成立）。
2、量度物体的长度时，将测到运动物体在其运动方向上的长度要比静止时缩短。与此相似，量度时间进程时，将看到运动的时钟要比静止的时钟进行得慢。
3、物体质量m随速度v的增加而增大。
4、任何物体的速度不能超过光速。
5、物体的质量m与能量E之间满足质能关系式E=mc2。
以上结论与目前的实验事实符合，但只有在高速运动时，效应才显著。在通常的情况下，相对论效应极其微小，因此经典力学可认为是相对论力学在低速情况下的近似。
广义相对论基本原理
1、广义相对论原理，即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。
2、等价原理，即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。
按照上述原理，万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀（所谓时空弯曲）；并由此建立了引力场理论；而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。