《相对论浅说》图文汇编版
前言
1、狭义和广义相对论
《狭义相对论》讨论时空、质量与能量等问题。
它由爱因斯坦在荷兰洛伦兹等人成就的基础上,
于1905年提出。
它的提出是对牛顿时空观等古典理论的拓展和修正。
爱因斯坦从相对性原理和光速不变原理出发,
建立了新的‘时空观’及‘物质观’。
之后,德国数学家闵科夫斯基(1864-1909年),
为‘狭义相对论’提供了严格的数学基础,
从而将‘相对论’纳入
带有度量的四维时空的几何结构中。
德国数学家闵可夫斯基(1864-1909)
在古典物理学中,
物体的运动被分成等速和加速运动两种。
在《相对论》中也分成等速和加速运动两种,
前者被纳入“狭义相对论”;
后者归属“广义相对论”。
《狭义相对论》讲的是,
如果物体以接近光速的速度运动,会发生怎样的事。
“狭义”指“观测者不受重力及加速度影响”。
用稍为专业的话说,《狭义相对论》
是研究物体不受外力而处于‘静止’
或做‘匀速直线运动’的状态。
在《狭义相对论》中,高速运动的物体,
它的运动时间会变慢,长度会缩短,质量会增加
(不过,不接近光速运动的话,是绝对感觉不到这些变化的)。
如果加上重力和加速度,
观测者在任何条件下观测都能成立的‘相对论’,
这就是《广义相对论》了
。
《广义相对论》研究物体的运动,
对时空等产生影响的情况,
比方说光子吧
‘光子’虽无静质量,但也属物理学被研究的一种粒子),
如果在‘大质量’的星体附近,空间会发生变化,
并且,光也会弯曲
(天文学家观测到,
在重力很强的天体附近经过的光是弯曲的),
同时,时间也会变慢。
对于初学者,如果先不考虑‘重力’
和‘加速度’,这将更简单。
就是说,《广义相对论》更高级也更难,
所以,在下面的介绍里,
我们将以《狭义相对论》为主来进行学习。
由于《狭义相对论》
只是在‘惯性系’这种
没有‘重力’和‘加速度’影响的
坐标系中才能成立,
这种理论所包含的范围是有限的,
爱因斯坦想把‘重力’
和‘加速度’也放进‘相对论’里,
于是他就想出了以“等效原理”
为基础的《广义相对论》。
未完待续。谢谢阅读。