爱因斯坦相对论超级经典通俗理解
(注:摘自百度知道)
达到光速时间停止:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00准时从甲地以光速前进。在你开始前进的那一时刻,甲地发生的一切现象也正好以光速向四面八方传播。10分钟以后,也就是12:10分,你到达了乙地。此时在甲地12:00钟发生的现象也正好传到乙地,那么你回头看甲地还是12:00的现象,不管你前进了多久,回头看到得一直都是甲地12:00的现象。这就是时间停止的现象。 超越光速时间倒流:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进,那么10分钟后到达丙地,不难得出光从甲地传播到丙地需要20分钟,意思就是在甲地11:50发生的现象在12:10分正好到达丙地。那么你12:10在丙地看到了甲地在11:50就发生的事情,时间倒流的现象就这样发生了。
相对时间公式:
设从甲地出发,速度为V,前进时间为T1,看到甲地现象的时间为T2=T1V/C。相对时间T=T1-T2=T1(1-V/C)。
公式中可以看出,V=C,T=0。时间停止;V>C,T<0,时间倒流。
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光速不可超越理论:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进的时候,甲地有一个人在看着你。10分钟后你达到丙地,你达到丙地的现象还要经过20分钟才可以传到甲地。这样一来,甲地的人在12:30分的时候才看到你达到丙地,从而得出你的速度是2/3倍的光速。
设你的速度为V,光速为C,前进距离S,你前进的时间T1=S/V,达到后的现象传回甲地的时间T2=S/C,可以得出甲地的人看你的速度为
V1=S/(T1+T2)=S/(S/V+S/C)=VC/V+C。
从这个公式里就可以看出,不管你的速度V有多大,看起来的速度都不可能达到光速。只有当你的速度是无穷大的时候,看起来才是光速。
接近光速时物体长度变短:
假设一辆长30万千米的火车,车头在A地,车尾在B地,观察者站在B地,火车以光速前进。1秒钟后,车尾到达A地,再过1秒后观察者看到车尾到达A地。得出2秒钟后观察者看到车尾在A地;从运动开始,0.5秒后车头前进15万千米达到C地,BC距离45万千米,再过1.5秒后,观察者看到车头到达C地,得出2秒钟
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后观察者看到车头在C地。AC距离15万千米,观察得出的火车长度为15万千米。这样看起来火车长度就缩短了。
设观测者甲位于火车尾所在的地面,火车长度L,速度V,火车前进时间T1,T1时间后车尾到达A点,离观测点距离L1,
得出甲看到火车尾在A点时间是T1 + V T1/C,L1=V T1。
再设火车前进时间为T2,火车头到达B点,离观测点距离L2, 得出甲看到火车头在B点时间是T2 +(V T2+L)/C,L2=V T2+L。 如果T=T1 + V T1/C=T2 +(V T2+L)/C,那么得出L2-L1就是T时刻甲看到的火车长度。T2=T1- L/(C+V)
看到的火车长度 L2-L1= V T2+L- V T1 ,把T2=T1- L/(C+V)代入。可得看到的长度为LC/(C+V)。
从这个公式中可以得出:当速度无穷大的时候,(也就是看起来速度无限接近光速的时候)物体长度将变为0。
接近光速时质量无限大:
其实物质本身质量不随速度改变而改变。相对论里提到物质接近光速当然指的是看起来的速度接近光速,从上边的公式可知道,看起来速度接近光速就意味着物体本身需要有无穷大的速度。这本身就是件不可能的事。在看起来速度非常接近光速时,需要再让他加速的话,就会需要使物体本身有无穷大的加速度,那么需要的外力也会是无穷大。这就变相解释为是因为物体的质量无穷大才使得其无法加速的。
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所有问题根源关键在于一个“看”。所有观测必须借助光的传播,其实看到的已然是个假象,实际上并没有任何变化。
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第二篇:浅谈爱因斯坦相对论感想
浅谈学习爱因斯坦相
对论的感想
在学习这们课程前对于相对论只是在书籍或一些科普节目听说过,通过老师深入浅出的讲解后对爱因斯坦的相对论也有了初步的了解。在学习过程中也有了自己一些体会与见解。虽然比较偏面与浅薄但也为自己在学习上打开了又一扇门。
在狭义相对论之前,牛顿继承伽利略等科学家的成果,加上自己的总结归纳以及在数学上创立用微积分解决变加速问题的方法,创立了以牛顿运动力学为核心的经典运动力学(也叫古典运动力学)。但是,在19世纪许多的科学技术革新后,人类对于非运动学的电磁现象有了深入的探索,许多电磁学的物理规律直接违反古典运动力学的定律。在古典运动力学中,光速没有任何理论限制,可以任意大,而且可以是不恒定的,这缺乏实验根据,仅仅是早期科学家的猜测。然而,电磁学精确实验验证:真空光速与真空介磁常数及真空介电常数直接相关,也是一个常数!这些尖锐矛盾导致大家对于缺乏精确实验证据的古典运动力学产生怀疑。 为解决这个矛盾,爱因斯坦创造性地以电磁学理论出发,承认真空光速最大且对于任意观测者恒定,并且遵从电磁学中物理规律对于不同观测者都相同两个原则,成功推导出洛仑兹先生通过精确电磁学实验测定出的轮伦兹变换公式。于是,狭义相对论诞生了,它纠正了古典运动学在电磁
学上的错误,并且涵盖了古典运动学的基本定律,统一了运动力学和电磁力学。
相对论问世,人们看到的结论就是:四维弯曲时空,有限无边宇宙,引力波,引力透镜,大爆炸宇宙学说等等.这一切来的都太突然,让人们觉得相对论神秘莫测,因此在相对论问世头几年,一些人扬言全世界只有两个半人懂相对论".更有甚者将相对论与"通灵术","招魂术"之类相提并论.其实相对论并不神秘,它是最脚踏实地的理论,是经历了千百次实践检验的真理,更不是高不可攀的.
广义相对论就是说由于物质的存在引起了时空的弯曲,通俗理解是:如果一个“空间”中的任意一个“点”最少需要n个线性无关的有序数组(向量)来描述,我们就可以认为这是一个数学上的n维空间。我们的普通空间需要用三个数来描述:长、宽、高。但这样描述的仅仅是一种静态的图像,要想描述物质的运动,还应该引入一个数:时间。这样,如果想描述完整的物质运动,就需要用四个数来描述。
广义相对论预言了引力波的存在,否定了万有引力定律的超距作用.当光线由恒星发出,遇到大质量天体,光线会重新汇聚,也就是说,我们可以观测到被天体挡住的恒星。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时,发现宇宙不是稳定的,它要么膨胀要么收缩。以上便是我对最近学习爱因斯坦相对论的粗浅体会希望在以后的学习中有进一步的提高。