狹義相對論- Modern Physics - Google Sites

m0指絕對質量（及牛頓力學中的質量），m為相對論質量由公式可以看出，一個物質的速度v不可能到達或者超過光速，否則分母為一個虛數，不符合物理(光子沒有質量，因此其速度 ... ModernPhysics ModernPhysics ModernPhysics目錄相對論以太廣義相對論狹義相對論等效原理量子力學光電效應物質波黑體輻射協作平台地圖 ModernPhysics‎>‎相對論‎>‎ 狹義相對論 目錄       相對論:   以太   廣義相對論  狹義相對論   等效原理 量子力學:    光電效應       黑體輻射                                   光速不變原理 在所有慣性系中，真空中的光速都等於299792458m/s（μ0：真空磁導率，ε0：真空介電常數），與光源運動無關。

邁克生－莫立實驗是其有力證明。

  狹義相對性原理。

在所有慣性系中，物理定律有相同的表達形式。

這是力學相對性原理的推廣，它適用於一切物理定律，其本質是所有慣性系平權。

狹義相對論，是僅描述平直線性的時空（指沒有引力的，即閔考斯基時空）的相對論理論。

牛頓的時空觀認為運動空間是平直非線性的時空，可以用一個三維的速度空間來描述；時間並不是獨立於空間的單獨一維，而是空間坐標的自變數。

狹義相對論同樣認為空間和時間並不是相互獨立的，而它們應該用一個統一的四維時空來描述，並不存在絕對的空間和時間。

在狹義相對論中，整個時空仍然是平直線性的，所以在其中就存在「全局慣性系」。

狹義相對論將「真空中，光速為常數」作為基本假設，結合狹義相對性原理和上述時空的性質可以推出勞侖茲變換。

勞侖茲坐標變換 狹義相對論中，勞侖茲變換描述時空中兩個慣性參考系的時間、空間坐標之間的變換關係的。

它最早由勞侖茲從以太說推出，用以解決古典力學與古典電磁學間的矛盾（即邁克生-莫立實驗的零結果）。

後被愛因斯坦用於狹義相對論。

形式 當兩個參考系s與s'在t=0時重合，且s'相對s以速度v沿x軸正方向運動時，一個事件在s系的坐標(x,y,z,t)與在s'系的坐標(x',y',z',t')滿足以下關係： y'=y z'=z 或使用矩陣乘法的形式，寫作： 其中 ，稱為勞侖茲因子。

用張量表示方法可以簡單的表示為 x'i=aijxj 其中；； 推導 注意事項 勞侖茲變換要求t=0時，x=0，y=0，z=0，且相對速度僅有x分量。

正如伽利略變換中x2+y2+z2為守恆量，勞侖茲變換中x2+y2+z2+(ict)2為守恆量。

時間膨脹（愛因斯坦延緩） 當物體運動時，它內部所有一切的物理化學變化反應都會變慢的這種假說，就是時間膨脹(簡稱時慢)。

時慢假說認為等速運動的物體帶在身上的時鐘，用靜系觀察者的時鐘去測量，不論運動方向，測量結果動鐘都隨著運動速度增加而變慢. 動系的時間膨脹率=勞侖茲因子, 愛因斯坦利用畢氏定理以及假設光速對任何相對等速運動的觀察者都一樣就推論出: 動鐘計時值t'=靜鐘計時值t*勞侖茲因子 假如有一個絕對靜止系，顯然，我們就可以測得各種物體的絕對時慢。

所以處於相對靜止系的我們，所得之一切時慢之觀測值，都是相對時慢的觀測值。

例如由勞侖茲變換的假說去推論，在動系的觀察者就測量出靜系的時間膨脹:t'=勞侖茲因子t,同時也測量出靜系的長度縮收:x'=x/勞侖茲因子. 注意:這裡假設的時間膨脹率，絕非只因為都卜勒效應讓時頻變低的視值。

假設的時間膨脹率只跟受測物的相對速度有關，與近接或遠離的方向無關。

遠離的都卜勒效應時頻視值[Fr=(C/(C+V'))F]是變慢的，但近接的都卜勒效應時頻視值[Fa=(C/(C-V'))F]是變快的。

按照愛因斯坦延緩假說，對靜系觀察者來說不論近接或遠離，動系通過一段固定距離的時間都加長了.也就是說通過那段固定距離的動系速度V'被靜系觀察者計算成比較慢的V,慢率是勞侖茲因子,V=V'/勞侖茲因子.所以靜系觀察者所測出的都卜勒效應被愛因斯坦延緩假說修改成為:Fr=(C/(C+(V'/勞侖茲因子)))F和Fa=(C/(C-(V'/勞侖茲因子)))F. 長度收縮（勞侖茲收縮） 勞侖茲收縮就是指當物體在運動時，在運動的那個軸向，會產生收縮。

其收縮率，就是勞侖茲因子。

其它軸向的長度，並不會有影響. 邁克生-莫立實驗那種實驗，就是勞侖茲收縮的最佳証明. 當然，被勞侖茲收縮的人事物本身，並不會察覺到被收縮了；從靜系看來，動系上的觀測者，就像拿著一根被收縮的尺，去測量被收縮的物體. 但是，因為絕對靜止系不可得，所以我們僅能測得相對短縮。

因為我們不知道自己設定的靜止參考系，是否真的比我們要測的運動物體還要靜止。

假如運動物體上面有個觀測者，他又設定他的慣性系才是靜止的，那我們就變成他的動系了。

當他觀測我們時，我們才是被收縮的一方，而他是正常的一方。

另外，勞侖茲收縮率，從移動電荷所產生的電場推遲的效應，也就可以推出來。

高速運動電荷產生的電場形變之等勢面，因為電場傳播不是無限快，所以必定會產生推遲，所以它向四周散發出的電場之等勢面，就不再是正球面對稱了。

同時的相對性 因為絕對靜止系不可得，所以各慣性系的觀測者，對於兩事件發生，僅能作出是否相對同時的判斷，而沒有辦法作出是否絕對同時的判斷，除非兩事件發生在同一時空點上。

當慣性系中的觀測者，在對該系中的有距離之兩鐘，進行校時，他把同步訊號源放在兩鐘的正中央，同步脈波呈球面對稱，半徑光速擴展，當鐘被同步波緣觸及時，即歸零(或重置在相同的計時初值)，此時兩鐘的計時步調，即相對同步計時，有時也簡稱相對同時。

相對論質量 m0指絕對質量（及牛頓力學中的質量），m為相對論質量由公式可以看出，一個物質的速度v不可能到達或者超過光速，否則分母為一個虛數，不符合物理(光子沒有質量，因此其速度可以達到光速）。

而當v遠遠小於c時，m可以近似的等於m0，近似的符合牛頓力學。

相對論力學 在狹義相對論中牛頓第二定律F=ma並不成立，而下式卻仍然成立 只不過在式中m不是恆量，所以根據d（uv）=udv+vdu，得 接著易得 由上式可見，加速度並不和力的方向一致，且隨著速度逐漸趨向於光速，物體的質量趨向於無窮大，加速度趨向於零。

相對論能量 根據公式，運動時物體質量增大，同時運動時將會有動能，質量與動能均隨速度增大而增大。

根據 得 因為,所以dEk=vd(mv)=v2dm+mvdv 由公式易得 因為m,v都是t的函數，將該式兩邊對t求導，得mvdv=c2dm−v2dm， 帶入上dEk式，得 dEk=c2dm 對其積分， 這就是相對論下的動能公式。

當速度為0，m=m0，動能為0。

m0c2為物體靜止時的能量，而總能量=靜止能量+動能，因此總能量E=mc2. 相對論動量與能量 根據式， 等式左右兩邊平方，再同乘以光速的四次方 得: BACK>>      TOP>> Comments Signin|RecentSiteActivity|ReportAbuse|PrintPage|PoweredByGoogleSites