作业帮求解相对论
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 00:01:11
求解相对论
求解相对论
求解相对论
相对论分广义和狭义相对论
其实是物理学从小空间低速度向大空间高速度领域测量方法的扩展.
我们平时的测量都是小空间的,距离非常近,速度非常慢.以至于时间与空间的误差完全可以忽略.
从我们的感观上来说,我们也完全不可能体会这些误差.
但是把这样的小空间几乎是静态的物理测量理论和方法用在大空间高速度的情况下就发现不适用了.我们举个例子.
比如一个运动员跑步,在小的空间里,他从起跑到达到纯利终点所用的时间就是他的成绩了.
假如他跑的速度非常快,距离非常长,比如1光年,他以光速跑.那我们该怎么测量他的成绩呢?
我们在终点给他掐表,但是他起跑的信息到达络点的时候,他也同时已经到达终点了.在终点的人看到的现象是,他一起跑就在终点,他跑过的距离是0,用的时间是0.当然这是极端的情况,他以光速跑.
很多时候我们考虑问题只需要考虑两个极端,就可以知道处于中间的情况了.如果他以光速跑,我们测量到的时间是0,距离是0.而他以极慢的速度跑,距离就非常远,时间也非常长.这说明,我们测量到的时间和空间是和速度有关系的.这个原因是我们的信息传递的速度（光速）有限.如果光速是无限大的就不存在这个问题,但是光速不是无限大,而是有限的.这就使得测量在时间和空间上发生了变化.
要是这样说,我们就无法测量大空间的物体运动了,所以必须要进行一系列的换算,必须把光速的问题考虑进去.
这就是狭义相对论的意义.这是淐意义上的相对论.
文义相对论是力学上的相对论了,大量的实验事实发现,狭意相对论测量到的结果竟然在力学上也表现得等价.
所以狭义相对论就扩展到了广义相对论,扩展到了空间引力学的应用领域了.
这也可以举个简单的例子,假如一个人跑步的速度是一定的,他推一辆车,你说那车的速度最快能达到多少?显然,他推的车绝对不会超过他跑步的速度,车的速度越接近他的速度,他就越用不上力了.刚车的速度达到他跑步的速度时,他对车的作用力就变成了0.
我们周围的电声和磁场以及引力场都有一个固定的速度,经过测量发现这个速度竟然也是光速.
也就是说,电场的速度是光速,那么,当一个电荷以光速在电场内运动的时候,电场对它就不再有电场力的作用了.我们现在的粒子加速器无论做得多大,都无法将粒子加速到光速,原因就是,当粒子的速度接近光速的时候,电场就很难再给粒子施加力了,电场追不上粒子了.这和人推车是一个道理.
为什么叫相对论?
我们知道,测量有很多时候是间接的,很多事我们不可能直接测量.我们无法以极高速运动着来测量运动状态下的数据,我们只能测量静止状态下的数据.我们测量的是静电荷在电场中受的力,因为我们无法跟着电荷一起运动去测量它受的力.那么就出现了我们测量到的电场力和电荷实际所受的力不一样的情况,我们不能知道它受的力是多大,但是我们知道它的速度和加速度.我们测到的力不变,而粒子的速度越快,加速度就越小,根据现有的物理公式知道,力＝加速度乘质量.力不变,加速度变了,只能解释为粒子的质量变了.这样的结论在物理意义上是等价的,这就是相对性.同样的道理,广义相对论把引力场等效成一个弯曲的空间,在物理意义上是等价的,但在测量和应用上与经典理论的成果更好的结合,成为经典理论的扩展.
电场的速度就是感知速度,当电荷以光速沿电场力方向运动时,电场感觉不到电荷的存在,因为超出了电场的感知.（注意电场是有正负方向的）,这说明无论是正向还是反向,只要粒子是沿电场方向光速运动,就不受电场力.所以,当一个系统以光速运动的时候,这个系统上的物体不能向闪移或向后移.因为没有力可以造成这种移动.如果是人站在这样的系统上,人的手不能前伸,也不能后摆,事实上一切体质在这种的系统上,都没有了前后的概念.这个系统成了一个两给的系统.因为沿速度方向上的空间变成了0距离.
以光速运动的物体对整体上物体也不可能有力有作用.比如曾经有人试图测量光的压力,结果无论如何精密的测量,结果都是0.
一个物体以光速掸向你的时候,你不必惊慌,因为它不会对你有任何作用力,所以不会对你有任何伤害.事实上你也看不到这样的物体,因为它以光速运动的情况下你看到的是没有这个物体.
哈哈,相对论好玩吧?