Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 物理学概览——狭义相对论和相对论力学
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 12 21:05:06 2003) , 转信

    在经典力学取得很大成功以后，人们习惯于将一切现象都归结为由机械运动所
引起的。在电磁场概念提出以后，人们假设存在一种名叫“以太”的媒质，它弥漫
于整个宇宙，渗透到所有的物体中，绝对静止不动，没有质量，对物体的运动不产
生任何阻力，也不受万有引力的影响。可以将以太作为一个绝对静止的参照系，因
此相对于以太作匀速运动的参照系都是惯性参照系。

    在惯性参照系中观察，电磁波的传播速度应该随着波的传播方向而改变。但实
验表明，在不同的、相对作匀速运动的惯性参照系中，测得的光速同传播方向无关
。特别是迈克尔逊和莫雷进行的非常精确的实验，可靠地证明了这一点。这一实验
事实显然同经典物理学中关于时间、空间和以太的概念相矛盾。爱因斯坦从这些实
验事实出发，对空间、时间的概念进行了深刻的分析，提出了狭义相对论，从而建
立了新的时空观念。

?   狭义相对论的基本假设是：
    ①在一切惯性参照系中，基本物理规律都一样，都可用同一组数学方程来表达

?   ②对于任何一个光源发出来的光，在一切惯性参照系中测量其传播速率，结果
都相等。
    在狭义相对论中，空间和时间是彼此密切联系的统一体，空间距离是相对的，
时间也是相对的。因此尺的长短，时间的长短都是相对的。但在狭义相对论中，并
不是一切都是相对的。

    相对论力学的另一个重要结论是：质量和能量是可以相互转化的。假使质量是
物质的量的一种度量，能量是运动的量的一种度量，则上面的结论：物质和运动之
间存在着不可分割的联系，不存在没有运动的物质，也不存在没有物质的运动，两
者可以相互转化。这一规律己在核能的研究和实践中得到了证实。

    当物体的速度远小于光速时，相对论力学定律就趋近于经典力学定律。固此在
低速运动时，经典力学定律仍然是很好的相对真理，非常适合用来解决工程技术中
的力学问题。

    狭义相对论对空间和时间的概念进行了革命性的变革，并且否定了以太的概念
，肯定了电磁场是一种独立的、物质存在的恃殊形式。由于空间和时间是物质存在
的普遍形式，因此狭义相对论对于物理学产生了广泛而又深远的影响。



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