天驱科普时——狭义相对论基本原理浅说

释放双眼,带上耳机,听听看~!

。。。我又来了!

相信大家都知道阿尔伯特·爱因斯坦吧,他于1905年正式发表了狭义相对论,10年后,提出了一个至今人类最伟大的理论之一的广义相对论。这篇文章,将要科普的内容就是狭义相对论的几个基本原理,有小学的学历应该就能看懂。


基本原理一:光速不变原理

一说到光速不变原理,就不得不提到一种名为“以太”的不存在的东西,在爱因斯坦之前,物理学界普遍认为光的传播需要这种东西,但是很多实验证明了其不存在的事实。

正题开始。。

光速不变原理:真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。

这句话很好理解吧,就是说对于任何参考系而言,光速恒定不变,是一个常数(符号:c),而c≈299792458m/s。

很好理解,但为什么呢?以下是我列举出的几个光速不变的证据:

1.恒星的光行差(任何的恒星的光行差都长期保持不变,这证明了了光行差不随时间变化,所以光速也不随时间变化)

2.迈克尔逊-莫雷实验(当然,这个实验一开始是想证明以太的存在以及光速是变化的,但是实验结果却恰恰说明了以太是不存在的以及光速不变,主要内容如下图所示,最终这个实验也被成为科学史上“最成功的失败”。)

 

基本原理二:狭义相对性原理(狭义协变性原理)

这个原理可以表述为:所有的物理学定律(当然,不包括引力,因为狭义相对论没有涉及到引力)对于所有的惯性参照系都是相同的,没有哪个定律会有“优越性”。

这也是很好理解的吧,它也可以表述为:物理定律在任何惯性系中具有相同的数学形式,即洛伦兹变换对于除引力外的经典物理学定律具有协变性。

今天的科普到这里就结束了,再留给大家一道题吧(上期答案:CDE)

对于狭义相对论基本原理,说法正确的有:(多选题)

A引力会导致时空弯曲

B光速c再不同的介质中会有变化

C任何参考系中,光速c保持不变,c≈299792458m/s

D电磁学的物理定律对于其它的物理定律有一定的“优越性”

E迈克尔逊-莫雷实验告诉了我们“以太”不存在

Bye~

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3 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 公布答案啦!CE

    • 对老师的答案提点个人看法:
      1、C任何参考系中,光速c保持不变,c≈299792458m/s。这个答案本身就不完整,因为在不同的介质中,光速是不同的。所以,c答案要正确的话,必须增加限定条件为:当前人类定义的绝对“真空”。
      2、E迈克尔逊-莫雷实验告诉了我们“以太”不存在。这个答案只是迈克尔逊根据他自己的干涉仪,实验后得出的结论而已。他的这个实验正确与否,结论正确与否,都没有完全验证。 E迈克尔逊-莫雷实验告诉了我们:地球表面“以太”是相对静止的,就是说虽然地球在随同太阳绕银河中心高速旋转,但是因为地球表面由于受到地球大气的保护,所以地球表面没有“以太风”。 E迈克尔逊-莫雷实验只能告诉我们:地球表面没有“以太风”。不能证明:“以太”不存在。
      当然,在这100多年的人类历史里,能认识迈克尔逊-莫雷实验本质的人,几乎没有。所以,人类被误导也是正常现象。

    • 嗯,对,光速在不同介质中的速度是不同,我没有说清楚。人类现在的理论也就是从之前的理论不断修真而来的。

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